平崗煤礦安全生產(chǎn)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（說明書）

作者：佚名 2012-06-15 15:26 來源：本站原創(chuàng)

　　摘要

　　隨著煤礦工業(yè)的發(fā)展，安全生產(chǎn)已經(jīng)成為其中重要的部分。為確保煤礦的安全生產(chǎn)，對煤礦的安全設(shè)計(jì)十分重要。根據(jù)平崗煤礦的實(shí)際情況，結(jié)合目前安全生產(chǎn)技術(shù)，對平崗煤礦進(jìn)行了安全設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)針對煤礦常見的安全問題，如水、火、煤塵、瓦斯、頂板等災(zāi)害，分析災(zāi)害發(fā)生的原因，設(shè)計(jì)具體的災(zāi)害預(yù)防措施及安全保障措施，以達(dá)到防止事故發(fā)生或減少事故發(fā)生概率，降低事故造成傷害的目的。根據(jù)平崗煤礦開拓方式和地質(zhì)構(gòu)造，選擇了合理的通風(fēng)系統(tǒng)，對采掘工作面及硐室通風(fēng)，井下通風(fēng)設(shè)施和構(gòu)筑物等進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇了安全逃生路線，分析了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理性和可靠性。

　　針對平崗煤礦的粉塵災(zāi)害，從防塵措施、防爆措施和隔爆措施三個(gè)方面進(jìn)行了安全設(shè)計(jì)。對于瓦斯災(zāi)害防治，設(shè)計(jì)采取了以瓦斯抽放為主及一些防爆、隔爆安全措施。在火災(zāi)防治方面，分別設(shè)計(jì)了煤自然火災(zāi)防治措施及外因火災(zāi)防治措施。

　　通過對平崗煤礦水文地質(zhì)資料的分析，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的水災(zāi)防治安全措施。同時(shí)建立一套完善的安全監(jiān)測與監(jiān)控體系，對各種災(zāi)害形式進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，在災(zāi)害發(fā)生前將事故處理，確保生產(chǎn)能夠安全高效的進(jìn)行，同時(shí)達(dá)到無安全事故、無人員傷亡的理想狀態(tài)。同時(shí)還設(shè)計(jì)了頂板災(zāi)害、運(yùn)輸系統(tǒng)災(zāi)害、電氣事故災(zāi)害的安全措施。

　　關(guān)鍵詞: 安全條件粉塵防治瓦斯防滅火安全監(jiān)測

　　Abstract

　　Along with the coal industry development，the safety in productionalready becameimportant part.In orderto guaranteethe coal min thesafety in production，isextremely important to the coal mine safe design. According to the Pinggang coal mine the actual situation ，with the current production safety technology . The Pinggang have conducted a pair of safety design. Mine design against common security probl. Such as water，fire coal dust，gas，roof and other disasters.Analysis of the causes of disasters .Accordingtocoalmine development way and geologic structure，has chosen the reasonable ventilation system，To excavates the working surface and the room ventilates，mine pit the facility and the construction and so on carry on thedesign，Chose safely escaped the route suddenly draft equipment，has analyzed mine pit the system rationality and the reliability.

　　In view of Pinggang coal mine dust disaster. From the dust prevention，the explosion-proof measure and separatedexplodes the measure three aspects to carry on the safe design.Prevents and controls regarding the gas disaster， the design adoptedtothe gas haspulled out puts primarilyandsome explosion-proofs，separates explodes the security measure.Prevents and controls the aspect at the fire， separately designed thecoal natural fire to preventand control the measure and the externalfactor fire prevents and controls the measure.

　　Through defends the coal mine hydrology geological data to the eastthe analysis，has designed the corresponding flood preventing andcontrolling security measure.

　　ltaneously establishes set of perfect safe monitors and the monitoring system，carries on the strict monitoring to each kind ofdisaster form before，occurs at the disaster processes the accident，guarantees the production to be able safe highly effective carryingon，simultaneously achieves the non- security accident，the non-personnel casualty's perfect condition.In addition also has designed the roof disaster， the transportationsystem disaster， the electrical accident disaster security measure.

　　Keywords: Safety-conditions Dust-control GasFire-fighting Safety Monitoring

　　摘要 I

　　Abstract II

　　目錄 IV

　　第1章礦井概況及安全條件 1

　　1.1 井田概況 1

　　1.1.1地理位置 1

　　1.1.2主要自然災(zāi)害 1

　　1.1.3礦區(qū)開采現(xiàn)狀 1

　　1.2 安全條件 2

　　1.2.1地質(zhì)特征 2

　　1.2.3煤層及煤質(zhì) 2

　　1.3 礦井生產(chǎn)情況 3

　　1.3.1 工程性質(zhì) 3

　　1.3.2井田開拓與開采 3

　　1.3.3提升、通風(fēng)、排水和壓縮空氣設(shè)備 4

　　1.3.4 井上下主要運(yùn)輸設(shè)備 5

　　1.3.5工業(yè)場地布置特征、防洪排澇、地面建筑及煤柱 5

　　1.3.6供電及通訊 6

　　1.3.7給水、排水和采暖通風(fēng)及供熱 6

　　1.3.8技術(shù)經(jīng)濟(jì) 7

　　第2章礦井通風(fēng) 11

　　2.1 概況 11

　　2.2礦井通風(fēng) 11

　　2.2.1現(xiàn)礦井各采區(qū)風(fēng)量計(jì)算 11

　　2.2.2風(fēng)量選擇 12

　　2.3現(xiàn)有通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng) 15

　　2.3.1現(xiàn)有風(fēng)井?dāng)?shù)目、位置、服務(wù)范圍及服務(wù)時(shí)間 15

　　2.3.2采掘工作面及硐室通風(fēng) 15

　　2.3.3井下通風(fēng)設(shè)施及構(gòu)筑物布置 15

　　2.3.4安全逃生途徑 15

　　2.3.5通風(fēng)設(shè)備及反風(fēng) 16

　　2.3.6礦井風(fēng)量、風(fēng)壓及等積孔 17

　　第3章粉塵災(zāi)害防治 18

　　3.1 粉塵 18

　　3.2 防塵措施 19

　　3.2.1防塵措施 19

　　3.2.2采掘工作面除塵 19

　　3.2.3井下消防 20

　　3.2.4防爆措施 21

　　3.3 隔爆措施 22

　　3.3.1隔爆措施 22

　　3.3.2隔爆水棚(水袋) 23

　　3.4 礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)防塵 24

　　第4章瓦斯災(zāi)害防治 25

　　4.1 瓦斯 25

　　4.2 防爆措施 25

　　4.2.1防止瓦斯積聚 25

　　4.2.2巷道局部積聚瓦斯的處理 25

　　4.2.3防止瓦斯爆炸或窒息 25

　　4.3　隔爆措施 26

　　4.3.1隔爆措施 26

　　4.3.2隔爆水袋 26

　　第5章礦井防滅火 27

　　5.1 概況 27

　　5.2 井下外因火災(zāi)防治 27

　　5.2.1井下機(jī)電設(shè)備硐室防火措施 27

　　5.2.3井下電纜 27

　　5.2.4井下電氣設(shè)備的各種保護(hù) 27

　　5.2.5井下電氣設(shè)備的檢查、維護(hù)、修理和調(diào)整。 28

　　5.2.6其它火災(zāi)的防治措施及裝備 28

　　5.2.7井下主要機(jī)電設(shè)備硐室及防火構(gòu)筑物 29

　　5.2.8消防滅火裝備 29

　　5.2.9開采方面的措施 29

　　5.3 礦井瓦斯抽放系統(tǒng) 29

　　5.3.1平崗礦瓦斯賦存情況 29

　　5.3.2平崗礦瓦斯抽排系統(tǒng) 29

　　5.3.3監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng) 30

　　5.3.4安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 31

　　5.3.5傳感器選擇 31

　　第6章礦井防治水 34

　　6.1 礦井水文安全條件分析 34

　　6.1.1礦井開采水文地質(zhì)情況 34

　　6.1.2礦井充水因素及特征 34

　　6.2 礦井防治水措施 35

　　6.2.1礦井開拓、開采所采取的安全保證措施 35

　　6.2.2井下探放水措施 35

　　6.2.3地表水防治措施及工程 36

　　6.3 井下防治水安全設(shè)施 36

　　6.3.1排水設(shè)施 36

　　6.3.2選型計(jì)算 37

　　6.3.3防水設(shè)施 37

　　第7章井下其它災(zāi)害防治 38

　　7.1 頂板災(zāi)害防治及裝備 38

　　7.1.1礦山壓力顯現(xiàn)基本因素分析 38

　　7.1.2一般頂板冒落災(zāi)害的防治措施及裝備 38

　　7.2 爆炸材料庫 39

　　7.3 電氣事故防治措施及設(shè)備 40

　　7.3.1供電線路及地面變電所事故防治措施 40

　　7.3.2防止電氣設(shè)備引起的瓦斯燃燒、瓦斯爆炸和觸電等事故的措施 40

　　專題礦井安全監(jiān)測監(jiān)控 43

　　結(jié)論 47

　　致謝 48

　　參考文獻(xiàn) 49

　　附錄1 50

　　第1章礦井概況及安全條件

　　1.1 井田概況

　　1.1.1地理位置

　　平崗煤礦位于雞西煤田南部含煤條帶邊緣，距雞西火車站27km。行政區(qū)隸屬于雞西市梨樹區(qū)。井田地理坐標(biāo)為：

　　東經(jīng)：130°43′30″-130°43′45″; 北緯：45°06′00″-45°10′30″。

　　公路交通：礦區(qū)內(nèi)有公路與哈綏公路雞圖線國道相通，距雞西市27km。

　　鐵路交通：煤礦鐵路專用線與國鐵梨樹鎮(zhèn)火車站相連。

　　井田境界：上至+350m標(biāo)高，下至–600m標(biāo)高，東至F25斷層，西至F16斷層。井田走向長10.01km，傾斜長3.2 km，井田面積35.2km2。

　　礦區(qū)地表最大標(biāo)高550m，最低標(biāo)高310m, 地形高差230m左右。風(fēng)山河及其它的三條支流，流經(jīng)礦區(qū)東部，自北向南流經(jīng)穆棱組露頭西側(cè)，河流落差大切割深，河床兩側(cè)有50-200m寬的山間谷地。

　　平崗礦區(qū)為中溫帶大陸性氣候，11月中旬至次年4月中旬為結(jié)冰期，表土凍層厚度一般在1.5-2.0m，最高氣溫在7-8月份，最高氣溫38.0℃，最低氣溫在12月份，最低氣溫-39.2℃，年平均氣溫3-3.5℃，年平均降水量600mm，雨季多集中在7-8月份，最大風(fēng)級7-8級，風(fēng)向以西北風(fēng)為主風(fēng)力一般2-3級，平均風(fēng)速3.6m/s。

　　1.1.2主要自然災(zāi)害

　　本區(qū)地震裂度為6度。

　　1.1.3礦區(qū)開采現(xiàn)狀

　　二水平中央水泵硐室現(xiàn)有3臺PJ-150×7型水泵，每臺排水量為300m3/h，二水平正常涌水量為165 m3/h。二水平最大涌水量為205 m3/h。一水平中央水泵硐室現(xiàn)有4臺200D43×8型水泵，每臺排水量為288 m3/h，其正常涌水量(包括二水平涌水)為265 m3/h，最大涌水量325 m3/h。

　　礦生產(chǎn)供電來自地面變電所，其電源分別來自梨恒線，梨平線兩趟60KV高壓輸入。變電所內(nèi)設(shè)一臺S9-16000/66主變壓器，一臺SLF1-20000/60主變壓器。一二水平供電來自地面變電所，電壓為60KV，由兩趟LJ-24架空線線路輸送至山下變電所，再由兩趟MYJV3X150高壓電纜經(jīng)皮帶道至井下中央變電所，然后由井下中央變電所送出兩趟高壓電纜輸送至采區(qū)變電所配電，直至各采掘隊(duì)組。

　　1.2 安全條件

　　1.2.1地質(zhì)特征

　　1.2.1.1地質(zhì)及地層

　　平崗礦區(qū)位于雞西煤盆地西南端，屬于穆棱-平崗斷裂構(gòu)造單元的一部分。近于南北向東傾的單斜地層，為不對稱的向背斜復(fù)雜化，地層被兩條近于南北向的斷層切割成二大構(gòu)造塊段。在這些塊段里，相對下降的塊段構(gòu)造簡單，地層傾角小(15°-25°);相對上升的塊段構(gòu)造復(fù)雜，地層傾角大(20°-40°)。一組北45°-55°西貫穿全區(qū)的主斷裂體系又將全礦區(qū)進(jìn)一步分割成幾大構(gòu)造單元。各構(gòu)造單元其構(gòu)造形態(tài)各異，地層產(chǎn)狀各異，構(gòu)造復(fù)雜程度各異。

　　1.2.1.2成煤時(shí)期及煤層賦存情況

　　平崗礦區(qū)煤系地層為早白堊系雞西群城子河含煤組和穆棱含煤組，城子河含煤組位于煤系地層的下部，可采和局部可采煤層共有35#層、33#層、32#層煤層，煤質(zhì)主要為瘦煤，中部層組的25#層、23#層、22#層煤層的煤質(zhì)，牌號主要為焦煤，上部層組15#層、14#層煤層的煤牌號主要為主焦煤。穆棱組位于煤系地層的上部，可采區(qū)層有6#層、5#層、3#層、1#層。穆棱組煤層的煤牌號均為1/3焦煤，以上各煤層的厚度均在0.8-2.0m之間，為薄煤層或中厚煤層。

　　1.2.2煤層及煤質(zhì)

　　1.2.3.1煤層

　　①含煤性：

　　平崗礦區(qū)開采穆棱組和城子河組的煤層。穆棱組含煤6-8層，1層全區(qū)可采，3層局部可采，

　　主要可采煤層發(fā)育較穩(wěn)定，煤層本身的煤巖特征明顯，煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，巖煤層物性特征明顯，煤層間距較為穩(wěn)定。橫向上變化規(guī)律性強(qiáng)，全區(qū)內(nèi)煤層對比清楚。煤層發(fā)育屬于較穩(wěn)定型。

　　可采煤層總厚度為14.4m，含煤系數(shù)1.11%。

　　②穆棱含煤組：

　　1#煤層：為平崗礦區(qū)內(nèi)最上部的可采煤層，單一結(jié)構(gòu)，煤厚0.68-0.92m，頂板為含豆?fàn)畎w的凝灰?guī)r或凝灰砂巖，底板為粉砂巖。

　　3#煤層：距1#煤層48-50m，一般分上、下兩層，上、下分層均在0.59-0.89m之間，平均0.78m，上、下分層間距不穩(wěn)定，大體在2-4m之間，頂板為灰白色細(xì)砂巖，底板為0.3m的黃灰色凝灰?guī)r。3#煤層在鳳山背斜軸以南可采。

　　1.2.3.2煤質(zhì)

　　①物理性質(zhì)：

　　肉眼觀察多呈光亮和半光亮形，煤層油質(zhì)光澤和玻璃光澤，塊狀構(gòu)造，斷口參差不齊，內(nèi)生裂隙發(fā)育，煤層多以凝膠化基質(zhì)為主，鏡煤、亮煤占煤巖總比例的75-90%，絲質(zhì)組和穩(wěn)定組占5-20%，巖礦雜質(zhì)占總量的5%左右，硫磷含量特低。

　　②化學(xué)性質(zhì)、工藝性能、可選性及煤類：

　　平崗礦區(qū)各煤層組均為中等變質(zhì)程度的煙煤。各煤層組、各含煤段的變質(zhì)程度不一，煤層的有機(jī)質(zhì)含量較多，有害雜質(zhì)少，精煤灰分低，可選性強(qiáng)。是可貴的煉焦用煤。

　　1.3 礦井生產(chǎn)情況

　　1.3.1 工程性質(zhì)

　　礦井技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)。

　　1.3.2井田開拓與開采

　　1.3.2.1井田境界

　　上至+350m標(biāo)高，下至-600m標(biāo)高，東至F25斷層，西至F16斷層。井田走向長10.01km，傾斜長3.2 km，井田面積35.2km2。

　　1.3.2.2儲量

　　平崗煤礦有地質(zhì)儲量12397.1萬t，可采儲量7438.2萬t。儲量構(gòu)成情況見儲量匯總表、煤柱損失量表、礦井工業(yè)資源儲量、設(shè)計(jì)資源儲量、設(shè)計(jì)可采儲量表。

　　1.3.3提升、通風(fēng)、排水和壓縮空氣設(shè)備

　　1.3.3.1提升設(shè)備

　　平崗煤礦的煤炭主要提升采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。采用GDS-1000型鋼絲繩皮帶提升機(jī)，提升能力230萬t/a。

　　矸石主要由斜副井，一段提升機(jī)型號為XKT-2.5/20的礦用提升機(jī)，提升能力為125萬t/a;二段提升機(jī)型號為2JK-3/20的礦用提升機(jī)，提升能力為119萬t/a。

　　1.3.3.2通風(fēng)設(shè)備

　　回風(fēng)井現(xiàn)2臺GAF31.5-20-1GZ型通風(fēng)機(jī)，排風(fēng)能力為8700-15000m3/min。

　　1.3.3.3排水設(shè)備

　　一水平主水泵型號為200D43×8，現(xiàn)有四臺，兩臺使用，兩臺備用。

　　1.3.3.4壓縮空氣設(shè)備

　　該礦生產(chǎn)現(xiàn)主要在二水平，在地面設(shè)一個(gè)壓風(fēng)機(jī)房，內(nèi)設(shè)有2臺4L-20/8型壓風(fēng)機(jī)，經(jīng)核定滿足要求。

　　1.3.4 井上下主要運(yùn)輸設(shè)備

　　1.3.4.1地面運(yùn)輸

　　公路交通：礦區(qū)內(nèi)有公路與哈綏公路雞圖線國道相通，距雞西市27km。

　　鐵路交通：煤礦鐵路專用線與國鐵梨樹鎮(zhèn)火車站相連。

　　本礦目前運(yùn)輸主要以鐵路為主，現(xiàn)已形成較為完善的鐵路運(yùn)輸線，對礦區(qū)的開發(fā)、建設(shè)提供了較為便利外運(yùn)條件。

　　1.3.4.2 井下運(yùn)輸

　　本礦井設(shè)計(jì)井下煤炭運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸方式，輔助運(yùn)輸采用10t架線式電機(jī)車牽引1t或3t固定式礦車運(yùn)輸。

　　1.3.4.3地面生產(chǎn)系統(tǒng)

　?、僦骶a(chǎn)系統(tǒng)

　　煤炭由平崗礦皮帶井一段、二段皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至地面手選廠車間至洗煤篩分車間復(fù)式振動篩之中，原煤經(jīng)過洗煤車間分精煤和中煤兩種分別進(jìn)入各自煤倉。手選矸石經(jīng)汽運(yùn)到矸石山。皮帶井一段、二段皮帶運(yùn)輸機(jī)并擔(dān)任運(yùn)送人員升入井。

　?、诟本到y(tǒng)

　　副井及下料斜井承擔(dān)提升矸石、升降人員、運(yùn)送設(shè)備和材料的功能,地面材料、設(shè)備在地面車場裝入花欄車或平板車，由提升機(jī)運(yùn)入井下。

　　③地面排矸系統(tǒng)

　　井下矸石由副井運(yùn)到地面車場子，由一臺ZK10-6/550電機(jī)車牽引300M至矸石山車場子，由JD-11.4絞車?yán)敕嚈C(jī)，翻入排矸箕斗后由矸石山前JK1600/1224型絞車牽引到矸石山頂部排掉。

　　1.3.5工業(yè)場地布置特征、防洪排澇、地面建筑及煤柱

　　1.3.5.1工業(yè)場地

　　為確保場內(nèi)外來物資運(yùn)輸，消防安全通道要求，主干道路面寬12m，次干道路面寬為6m，路面結(jié)構(gòu)為水泥路面。

　　1.3.5.2場內(nèi)排水

　　該區(qū)地形由丘陵和構(gòu)成，該礦井工業(yè)場地位置處在一山崗的北側(cè)坡上，場地內(nèi)東南高西北低，地形坡度變化不大，地形也便于場地內(nèi)排水。場地內(nèi)自然高差為6m。

　　1.3.6供電及通訊

　　1.3.6.1供電電源

　　礦變電所60kv電源分別引自“梨恒線”和“梨平線”，所內(nèi)一臺主變：S9-16000/66主變壓，一臺SLF1-20000/60主變壓器。

　　1.3.6.2電力負(fù)荷

　　一水平用電負(fù)荷為3780 KW，其有功功率為2270 KW。

　　二水平用電負(fù)荷為6200 KW，其有功功率為3720 KW。

　　1.3.7給水、排水和采暖通風(fēng)及供熱

　　1.3.7.1水源

　?、俟I(yè)場地生活用水水源

　　供水水源井：在平崗礦鳳山溝上游現(xiàn)有6口機(jī)井，用水泵將水抽至地面蓄水水池中。聯(lián)合辦公樓和27公里水塔的用水均由該蓄水池供應(yīng)。

　　儲水池：300 m3，L×B×H=10×5×6 m半地下鋼筋混凝土矩形水池1座，地下部分為3.5 m。

　　供水泵房：L×B×H=10×5×3 m矩形泵房1座150m2。

　　分別設(shè)：

　　生產(chǎn)消防灑水泵：XBD4/30-125G/Z、Q=72-12b3/h。

　　H=0.42-0.37MPa N=22kw 380V 2臺。

　　生活給水泵：80D-12×9，Q=20 m3/h H=102 m 17kw 2臺

　　加藥設(shè)備：JY-0.6/1.44-B-1 2臺

　　次氯化鈉發(fā)生器：JYM-1 2臺

　　工業(yè)場地設(shè)有生活供水管網(wǎng)、生產(chǎn)及消防供水管網(wǎng)。生活供水為PPV管，干管為Φ80，生產(chǎn)及消防供水管網(wǎng)采用鍍鋅無縫鋼管，干管管網(wǎng)為D100，生產(chǎn)和消防供水管網(wǎng)上靠近建筑物時(shí)有室外地下消火栓，其型號為SS100-1.0。

　　②生產(chǎn)、消防用水水源

　　地面生產(chǎn)用水由本地區(qū)自來水供水網(wǎng)供給;井下消防灑水同時(shí)采用地面和井下兩種水源。

　　1.3.7.2用水量

　　礦井生產(chǎn)及生活用水量451.4m3/d, 最高時(shí)用水量為300.6m3/h，井下除塵灑水日用水量為680m3/d，時(shí)用水量為53.5m3/h。

　　1.3.7.3排水系統(tǒng)

　?、倥潘?/p>

　　工業(yè)場地排水主要是生活污水、浴池排水、鍋爐排污水、井下排水和其它排水，予計(jì)總排水量為6336 m³/d;

　?、谂潘到y(tǒng)

　　平房居民區(qū)的生活污水及雨水，未經(jīng)處理由地面溝渠排入鳳山河和穆棱河。

　　樓房居民區(qū)的生活污水、浴池排水、鍋爐排水經(jīng)排水管路排入沉淀池中，經(jīng)沉淀過濾后由排水管路排入鳳山河。

　　井下排水除部分流入地面靜壓水池管路排入鳳山河。

　　洗煤廠洗煤廢水經(jīng)洗煤廠內(nèi)部凈化處理后繼續(xù)循環(huán)使用。

　?、叟潘畼?gòu)筑物

　　排水管采用Dg≦250陶瓷管;Dg〉350鋼筋砼管。水泥沙漿接口，埋地鋪設(shè)。埋深為2.0m。采用重力排水，沿地形坡度鋪設(shè)。埋深不小于2.0m。

　　1.3.7.4采暖通風(fēng)及供熱

　?、俨膳?/p>

　　根據(jù)氣象資料、工藝要求及有關(guān)規(guī)定，本設(shè)計(jì)在經(jīng)常有人工作、休息和生產(chǎn)工藝有要求的建筑物內(nèi)，設(shè)置集中采暖系統(tǒng)。整個(gè)工業(yè)場地的采暖熱媒均采用95/70℃低溫水，熱媒來自工業(yè)場地鍋爐房，行政福利建筑物內(nèi)散熱器采用鑄鐵四柱型散熱器，其余生產(chǎn)系統(tǒng)建筑和工業(yè)廠房內(nèi)散熱器采用鋼制高頻焊螺旋翅片管散熱器。

　?、跓崴?yīng)

　　浴室、洗衣房的浴用和洗衣用由專用鍋爐房的供給。

　　③井筒防凍

　　井筒防凍僅做主皮帶中，二采區(qū)絞車道。

　　礦井主皮帶井及斜副井由鍋爐房內(nèi)的兩臺4t鍋爐供暖。經(jīng)校核均滿足需要。

　　1.3.8技術(shù)經(jīng)濟(jì)

　　1.3.8.1移交生產(chǎn)時(shí)井巷工程量表

　　第2章礦井通風(fēng)

　　2.1 概況

　　平崗煤礦鑒定為高瓦斯礦井。礦井相對瓦斯涌出量為28.5m3/t，絕對涌出量為33m3/min。在平崗礦區(qū)范圍內(nèi)尚無煤層自燃發(fā)火現(xiàn)象。各煤層均有煤炸煤塵炸指數(shù)在20%-45%之間。

　　由于平崗礦井為高瓦斯礦井，因此，按高瓦斯礦井進(jìn)行管理。

　　2.2礦井通風(fēng)

　　2.2.1現(xiàn)礦井各采區(qū)風(fēng)量計(jì)算

　　井下共布置2個(gè)采煤工作面，6個(gè)掘進(jìn)工作面，全礦獨(dú)立回風(fēng)硐室7個(gè)，變電所水泵房2個(gè)，壓風(fēng)機(jī)硐室2個(gè)，絞車硐室2個(gè)，火藥庫1個(gè)。根據(jù)上述參數(shù)進(jìn)行礦井風(fēng)量計(jì)算。

　　Q礦≥(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q備+∑Q其)×K m3/min

　　式中：∑Q采--采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和m3/min

　　∑Q掘--掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和 m3/min

　　∑Q硐--硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和 m3/min

　　∑Q備--備用采面實(shí)際需要風(fēng)量總和 m3/min

　　∑Q其--其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量總和 m3/min

　　K-礦井通風(fēng)需要風(fēng)量系數(shù) 取1.2

　　Q礦=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q備+∑Q其)×K=(2200+2664+488+491+540)×1.2=4905×1.2=7660 m3/min

　　2.2現(xiàn)有通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng)

　　2.2.1現(xiàn)有風(fēng)井?dāng)?shù)目、位置、服務(wù)范圍及服務(wù)時(shí)間

　　礦井現(xiàn)有兩條井筒入風(fēng)，兩條回風(fēng)井。

　　2.2.2采掘工作面及硐室通風(fēng)

　　回采工作面采用后退式開采，全負(fù)壓U型通風(fēng)，工作面下巷進(jìn)風(fēng)，上巷回風(fēng)。

　　井下主要硐室采用全負(fù)壓獨(dú)立通風(fēng)。

　　2.2.3井下通風(fēng)設(shè)施及構(gòu)筑物布置

　　礦井設(shè)有專用回風(fēng)井，采區(qū)設(shè)置了專有的回風(fēng)道。井下所有進(jìn)回風(fēng)相交處設(shè)有雙向雙道風(fēng)門，在需要調(diào)節(jié)風(fēng)量處設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門，以保證各用風(fēng)地點(diǎn)的合理風(fēng)量，在需要反風(fēng)處設(shè)有反風(fēng)風(fēng)門。

　　在主要進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)巷，工作面進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷設(shè)置測風(fēng)站，觀測礦井總風(fēng)量和回采工作面的進(jìn)風(fēng)量和回風(fēng)量。

　　傾斜巷道中不應(yīng)設(shè)置風(fēng)門，如非設(shè)不可時(shí)，應(yīng)按設(shè)自動風(fēng)門或設(shè)專人管理，并有防止礦車或風(fēng)門碰撞人員以及礦車碰壞風(fēng)門的安全措施。

　　2.2.4安全逃生途徑

　　2.2.4.1礦井安全出口設(shè)置及保證措施

　　礦井的主井、副井和風(fēng)井均可作為安全出口，井筒及采區(qū)各上山內(nèi)設(shè)人行道和扶手。斜井井筒每隔40m設(shè)一躲避硐室。副井擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)，必須執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，提車不行人，行人不提車。當(dāng)井下發(fā)生事故時(shí)，人員可借助上述人行臺階、扶手、人行道方便、順利到達(dá)地面。

　　2.2.4.2避災(zāi)路線

　　為了方便井下工作人員在災(zāi)害發(fā)生后能安全撤離，井下各巷道及巷道相交處應(yīng)掛牌寫明巷道名稱、長度，指明各類災(zāi)害的撤離方向，并做到每年預(yù)演一至二次。

　　①避火災(zāi)線路

　　發(fā)生火災(zāi)時(shí)工作人員應(yīng)及時(shí)撤離采區(qū)，向新鮮風(fēng)流方向撤離，通過進(jìn)風(fēng)井到達(dá)地面。

　　一采區(qū)：

　　采煤工作面→運(yùn)輸平巷→采區(qū)皮帶道→采區(qū)車場→暗井絞車道→暗井下部車場→二水平主運(yùn)巷→二水平副提升井和二水平皮帶→一水平石門→一水平皮帶和副井→地面。

　　掘進(jìn)工作面→采區(qū)車場→暗井絞車道→暗井下部車場→二水平主運(yùn)巷→二水平副提升井和二水平皮帶→一水平石門→一水平皮帶和副井→地面。

　　二采區(qū)：

　　采煤工作面→運(yùn)輸平巷→片盤車場→采區(qū)絞車道→地面

　　掘進(jìn)工作面→片盤車場→采區(qū)絞車道→地面。

　?、诒芩疄?zāi)線路

　　在工作面工作的人員及在井底車場工作的人員應(yīng)及時(shí)撤至回風(fēng)平巷或回風(fēng)井，通過安全出口出井。

　　掘進(jìn)工作面→采區(qū)車場→暗井絞車道→暗井上部車場→后石門機(jī)軌合一巷→后石門絞車道→下料斜井車場→下料斜井→地面。

　　二采區(qū)：

　　采煤工作面→運(yùn)輸平巷→片盤車場→采區(qū)絞車道→地面

　　掘進(jìn)工作面→片盤車場→采區(qū)絞車道→地面。

　　③發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸時(shí)，應(yīng)及時(shí)戴好自救器，選擇最近的躲避硐室進(jìn)行躲避，等待救援或躲避開瓦斯、煤塵爆炸危害嚴(yán)重的巷道，進(jìn)入有新鮮風(fēng)流、較安全的巷道內(nèi)，或選擇巷道支護(hù)較好的地方就地臥倒，最好臥在有水的水溝里。

　?、馨l(fā)生有害氣體中毒時(shí)，應(yīng)及時(shí)向有新鮮風(fēng)流的巷道撤離。

　?、莅l(fā)生冒頂事故時(shí)，現(xiàn)場工作人員應(yīng)及時(shí)撤離至有頂區(qū)域，進(jìn)入圍巖較好，支護(hù)較好的巷道內(nèi)。

　　2.2.5通風(fēng)設(shè)備及反風(fēng)

　　2.2.5.1采區(qū)前期風(fēng)量選擇

　　本設(shè)計(jì)采區(qū)風(fēng)量按生產(chǎn)采區(qū)風(fēng)量計(jì)算方法進(jìn)行前期風(fēng)量計(jì)算。

　?、俦容^采煤、掘進(jìn)、硐室所需風(fēng)量之和與井下同時(shí)工作的最多人數(shù)所需風(fēng)量。

　　②采區(qū)后期風(fēng)量選擇

　　采區(qū)開采后期由于掘進(jìn)工作面、回采工作面、硐室個(gè)數(shù)均不變，因此后期總風(fēng)量選擇與前期相同。

　　2.2.5.2通風(fēng)機(jī)設(shè)置及要求

　　要及時(shí)對通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，以保證設(shè)備安全運(yùn)行。備用風(fēng)機(jī)必須要在10min內(nèi)開動。通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)必須由專職司機(jī)負(fù)責(zé)。選擇GAF31.5-20-1GZ型防爆抽出式軸流風(fēng)機(jī)兩臺，一臺工作一臺備用，配套電動機(jī)功率1400KW，電壓660V,其額定風(fēng)量為8700-15000m3/min，現(xiàn)排風(fēng)量為9700 m3/min。

　　2.2.5.3反風(fēng)方式及設(shè)施

　　通風(fēng)系統(tǒng)的反風(fēng)裝置采用機(jī)械反轉(zhuǎn)反風(fēng) 。反風(fēng)設(shè)施必須能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向，當(dāng)風(fēng)流方向改變后，通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40%;每季度至少檢查1次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)。

　　2.2.6礦井風(fēng)量、風(fēng)壓及等積孔

　　阻力計(jì)算根據(jù)公式

　　(2-1)

　　式中 x-阻力系數(shù)

　　L-巷道長度

　　U-巷道周長

　　Q2-風(fēng)量平方

　　S3-斷面立方

　　經(jīng)計(jì)算得2.72m2

　　根據(jù)計(jì)算采區(qū)初、后期通風(fēng)情況屬于容易通風(fēng)。

　　第3章粉塵災(zāi)害防治

　　3.1 粉塵

　　井下生產(chǎn)所產(chǎn)生的煤和巖石的細(xì)微顆粒統(tǒng)稱為煤礦粉塵。粉塵包含煤塵和巖塵兩類。井下煤塵主要來源于井下采掘工作面，此外煤炭運(yùn)輸過程中轉(zhuǎn)載點(diǎn)、機(jī)頭機(jī)尾均產(chǎn)生煤塵;巖塵主要來源于井下巖巷及半煤巖巷掘進(jìn)工作面。直徑大于50μm的塵粒，在重力作用下會很快從氣流中分離出來，沉落于地面，此類粉塵稱為落塵。直徑在0.01-50μm范圍內(nèi)的塵粒，能長時(shí)間懸浮于空氣中，此類粉塵叫做浮塵。浮塵對礦井空氣的污染和人體健康的危害最大，是礦井防塵的重點(diǎn)對象。

　　粉塵的主要危害是能導(dǎo)致塵肺，有的粉塵與人的潮濕皮膚接觸時(shí)，有一些刺激作用，會引起皮膚發(fā)炎。

　　塵肺病是因?yàn)殚L期、大量吸入微細(xì)粉塵而引起以肺纖維化為主的一種慢性職業(yè)病。煤礦塵肺病因吸入粉塵成分不同可分為：

　　矽肺?。阂蛭胗坞x二氧化硅含量較高的巖塵所引起的塵肺病。它是礦山的一種主要職業(yè)病，除了會使肺纖維化外，還會由矽酸引起肺部化學(xué)物理反應(yīng)，應(yīng)重點(diǎn)加以防治?；颊叨酁殚L期從事巖巷掘進(jìn)的工人。

　　煤矽肺?。阂蛭朊簤m和含游離二氧化硅的巖塵所引起的塵肺病?；颊叨酁閹r巷掘進(jìn)和采煤混合工種的工人。

　　煤肺?。阂蜷L期吸入煤塵所引起的塵肺病?；颊邽殚L期在井下從事采掘工作的采掘工人。

　　礦井生產(chǎn)中粉塵除了對人體帶來不同程度的危害外，煤塵在一定條件下還會發(fā)生爆炸。煤塵爆炸除破壞井巷、毀壞設(shè)備、傷亡人員外，爆炸同時(shí)產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，嚴(yán)重地威脅礦井安全生產(chǎn)和人員的生命安全。但煤塵爆炸必須同時(shí)具備以下三個(gè)條件：

　?、僮陨頌楸ㄎｋU(xiǎn)性的煤塵。按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤塵的爆炸性必須通過國家授權(quán)單位進(jìn)行鑒定。

　?、诿簤m的濃度。懸浮在井下空氣中的煤塵只有達(dá)到一定濃度才可能爆炸，煤塵未達(dá)到爆炸下限濃度或超過上限濃度都不會發(fā)生爆炸。具體規(guī)定見表3-1。

　　表3-1井下空氣中粉塵濃度要求一覽表

　　粉塵中游離sio2含量(%)最高容許濃度(mg/m2)

　　總粉塵呼吸性粉塵

　　<10103.5

　　10-5021

　　50-8020.5

　　≥8020.3

　?、鄞嬖谟幸鹪?。煤塵的引燃溫度一般為700-800℃，有時(shí)也可達(dá)到1100℃，引起煤塵燃燒或爆炸的高溫火源有：電器設(shè)備產(chǎn)生的電火花，電纜、電機(jī)車架線上的電弧，采掘機(jī)械工作產(chǎn)生的沖擊火花，爆破時(shí)出現(xiàn)的火焰，井下火災(zāi)以及瓦斯爆炸等。

　　影響煤塵爆炸的主要因素有：煤塵的可燃揮發(fā)分，煤塵粒度，煤塵濃度，空氣中的瓦斯和氧含量，煤塵灰分(或混入的巖粉量)，煤塵水分，煤塵硫分。本井所開采各煤層的煤塵具有爆炸性。

　　3.2 防塵措施

　　3.2.1防塵措施

　　防塵措施有：

　?、俨捎脻袷借弾r。

　?、谕L(fēng)排塵和凈化風(fēng)流。

　?、蹏婌F灑水。

　?、苎b巖灑水降塵。

　?、輦€(gè)體防護(hù)，作業(yè)時(shí)必須人人堅(jiān)持戴防塵口罩。

　　⑥采掘工作面堅(jiān)持使用水炮泥，在其回風(fēng)巷內(nèi)按《規(guī)范》要求安設(shè)隔爆水棚。

　?、邍?yán)格控制各種火源。各個(gè)采掘工作面、裝載點(diǎn)、卸載點(diǎn)、運(yùn)輸、倉儲等產(chǎn)生粉塵的塵源地點(diǎn)，采用降塵、除塵、捕塵以及對沉積在巷道的浮塵進(jìn)行。

　　3.2.2采掘工作面除塵

　　①濕式作業(yè)除塵;

　?、趪婌F灑水除塵;

　　③加水爆破除塵;

　　④含塵空氣凈化裝置除塵(即水幕凈化);

　?、菁訌?qiáng)個(gè)體保護(hù)，凡在回采、掘進(jìn)工作面的人員，必須佩戴口罩。

　　3.2.3井下消防

　　3.2.3.1水源的選擇

　　井下消防用水在西風(fēng)井井底(-90m標(biāo)高處)建一200m3蓄水池，為各采區(qū)提供靜壓水。

　　3.2.3.2水質(zhì)

　　《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》MT/T5014-96中要求的井下防塵灑水用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表的規(guī)定，其碳酸鹽硬度應(yīng)不超過6mg·e/L。該礦井水源井水質(zhì)滿足《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》MT/T5014-96中防塵灑水用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。見表(3-1)

　　表(3-1)防塵灑水用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

　　序號項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)

　　1懸浮物含量不超過150mg/L

　　2懸浮物粒度不大于0.3mm

　　3PH值6-9

　　4大腸菌群不超過3個(gè)/L

　　3.2.3.3供水方式、給水管路系統(tǒng)與設(shè)備

　　水源取自消防水池，井下消防和灑水管路使用，由高水位自然壓頭給水方式。采用Φ100×4無縫鋼管由主斜井進(jìn)入回風(fēng)巷、采區(qū)平巷及井底車場。在井底車場的各機(jī)電硐室附近均設(shè)置三通閥門，供消防火使用。生產(chǎn)消防灑水泵：XBD4/30-125G/Z、Q=72-12b3/h。

　　H=0.42-0.37MPa N=22kw 380V 2臺。

　　3.2.3.4重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域

　　具體位置為：副井井筒車底車場，皮帶井機(jī)尾;變電所等機(jī)電硐室入口，爆破材料庫硐室、檢修硐室、材料庫硐室入口，掘進(jìn)巷道入口，回風(fēng)工作面進(jìn)、回風(fēng)巷口，膠帶輸送機(jī)機(jī)頭。

　　3.2.3.5井下灑水除塵系統(tǒng)

　　井下灑水除塵用水量680 m3/d;由各自蓄水池供水;井下消防灑水采用合流制供水管路，采用枝狀管網(wǎng);自井下消防灑水池接管，沿各自的進(jìn)風(fēng)巷順風(fēng)流敷設(shè)至井下各用水點(diǎn)。管材選用無縫鋼管，采用快速接頭。

　?、倬陆o水栓設(shè)置位置

　　運(yùn)輸平巷每隔50m由同位置的消火栓接出一個(gè)DN25的給水栓;膠帶輸送機(jī)大巷、回風(fēng)大巷、運(yùn)輸及回風(fēng)平巷每隔100m由同一位置的消火栓接出一個(gè)DN25的給水栓，不同位置時(shí)則單獨(dú)接出一個(gè)DN25的給水栓。濕式鑿巖機(jī)的引水管接給水栓。

　?、诰聡婌F裝置位置

　　在井下綜采工作面采煤機(jī)組自帶內(nèi)、外噴霧裝置。配兩泵一過濾器，型號為：PBZ320/6.3A、Q=320L/min 、P=6.3Mpa;井下綜掘工作面煤巷掘進(jìn)機(jī)自帶內(nèi)外噴霧裝置。配兩泵一過濾器，型號為：XRB50/15、=50L/min 、P=1.50Mpa;

　　在集中煤倉、翻車機(jī)、裝車機(jī)以及膠帶輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載點(diǎn)等地點(diǎn)。

　?、劬嘛L(fēng)流水幕位置

　　回風(fēng)平巷靠近出口及距工作面50m內(nèi);裝煤點(diǎn)下風(fēng)向15-25m處;膠帶輸送機(jī)大巷，工作面運(yùn)輸平巷，掘進(jìn)頭。

　　3.2.4防爆措施

　　3.2.4.1減塵和降塵措施

　?、倜簩幼⑺Ｃ簩幼⑺袦\孔注水、深孔注水、巷道鉆孔注水三種方法。礦井在不同時(shí)期的生產(chǎn)過程中，可根據(jù)具體的情況采取不同的方法來減塵和降塵。

　　②采空區(qū)灌水。

　　③噴霧灑水。

　　④堅(jiān)持使用水泡泥。

　　⑤清除落塵?！?a href=http://m.cltuan.cn/czgc/ target=_blank class=infotextkey>規(guī)程》規(guī)定，每一礦井必須有計(jì)劃地對井巷定期進(jìn)行清掃、清洗煤塵、和巷道刷漿。

　　3.2.4.2井下電氣設(shè)備及保護(hù)的選擇

　　電氣設(shè)備按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定選型，井底車場開關(guān)柜選用一般型，采區(qū)電器設(shè)備選用礦用防爆型，下井電纜選用阻燃型電力電纜。井下電纜選用礦用不延燃橡套電纜。井下照明燈具均選用防爆型燈具。

　　為防止井下靜電引起電火花，在井底車場設(shè)有主接地極，并利用電纜的接地芯線連接起來，形成一個(gè)總接地網(wǎng)，接地電阻小2歐。井下電機(jī)控制設(shè)備具有短路、過負(fù)荷、單相斷路和低壓保護(hù)，127v用電設(shè)備的控制器還具有漏電閉鎖功能。

　　為防止井下電纜、變壓器等設(shè)備著火，下井電纜選用阻燃型電力電纜，井下電纜選用礦用延燃橡套電纜。井下變壓器選用隔爆干式變壓器。并分別配有過流，過負(fù)荷保護(hù)。

　　井下電器設(shè)備在使用期間，必須經(jīng)常檢查設(shè)備的防爆性能，不符合要求的不得使用，禁止井下帶電修理或帶電遷移電器設(shè)備。

　　3.2.4.3撒布巖粉

　　①對巖粉的要求

　　1)可燃物質(zhì)含量小于5%。

　　2)含有游離SiO2小于5%。

　　3)不含有毒有害物質(zhì)的混合物。

　　4)巖粉必須全部通過50號篩孔,其中70%以上通過200號篩孔(篩徑0.074mm以下)。

　　5)色淡白、鮮明、通常用石灰石制作。

　　6)潮濕巷道應(yīng)使用抗?jié)裥詭r粉;

　?、趯r粉量的要求

　　在開采瓦斯煤層時(shí)，巖粉與沉積的煤塵混合后的粉塵中要求不燃物質(zhì)的含量應(yīng)不小于80%。在開采高瓦斯煤層時(shí)，應(yīng)不小于70%。該礦屬高瓦斯礦井，因此不燃物質(zhì)的含量按不小于70%計(jì)算。

　?、廴霾紟r粉地點(diǎn)的確定

　　1)所有運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷;

　　2)當(dāng)有和沒有煤層爆炸危險(xiǎn)的煤層同時(shí)開采時(shí)，應(yīng)在兩種煤層連接處撒布巖粉;

　　3)在有爆炸性煤塵經(jīng)常積聚的地點(diǎn)須經(jīng)常撤布巖粉;

　　4)工作面上口、下口，須經(jīng)常撒布巖粉，但設(shè)有噴霧灑水地點(diǎn)或巷道潮濕，已使煤塵中水分大于12%的地區(qū)可以不撒布。

　　5)撒布巖粉需將巷道所有表面，包括頂、底、幫都用巖粉覆蓋，撒布長度應(yīng)大于300m，不足300m的巷道則全部撒布。

　?、軒r粉散布方法和撒布周期

　　1)人工撒布和壓氣撤布均可，撒布時(shí)人員必須站在風(fēng)流上方。

　　2)按照對巖粉量的使用要求：回風(fēng)平巷距工作面0-40m范圍內(nèi)，36h就要撒巖粉一次。運(yùn)輸平巷1-3d就要撒巖粉一次。

　　3.3 隔爆措施

　　3.3.1隔爆措施

　　隔爆措施是把已發(fā)生的爆炸截住，不使其傳擴(kuò)開來，以限制在最小的范圍內(nèi)，使爆炸不致由局部擴(kuò)大為全礦性的大災(zāi)難。隔爆措施有設(shè)置巖粉棚、設(shè)置水棚、撒布巖粉、設(shè)置自動式防爆棚和隔爆水幕。

　　3.3.2隔爆水棚(水袋)

　　3.3.2.1水棚的結(jié)構(gòu)與選型

　　礦井設(shè)計(jì)采用使用方便、安裝簡潔的水袋作為礦井隔爆水棚，設(shè)計(jì)選用GBSD-80型水袋。分別采用集中式和分散式布置方式作為礦井的主要隔爆棚和輔助隔爆棚。

　　3.3.2.2水棚的計(jì)算與布置

　?、偎锏挠?jì)算

　　礦井在生產(chǎn)實(shí)施過程中，礦井必須根據(jù)水棚設(shè)置地點(diǎn)的井巷斷面計(jì)算水棚總水量、單架水棚水量、水棚架數(shù)及水棚區(qū)長度的計(jì)算等相關(guān)參數(shù)。

　　1)總水量

　　(3-1)

　　式中 G--總水量，L;

　　g-每m2巷道所需水量，L/m2;主要水棚按400L/m2，輔助水棚為200L/m2;

　　s-巷道斷面積，m2。

　　2)單架水棚水量

　　Gn=

　　(3-2)

　　式中 Gn--單架水棚水量，m2;

　　Sn-水槽凈斷面積，m2;

　　L-水槽平均凈長度，m;

　　H-水槽盛水高度，m;

　　B1-水槽凈上寬，m;

　　B2-水槽凈下寬，m。

　　3) 水棚架數(shù)

　　(3-3)

　　式中 n--水棚架數(shù)(取整數(shù))，架;

　　其他符號同前。

　　4)水棚區(qū)長度

　　(3-4)

　　式中 L-水棚區(qū)長度，m;

　　C-水棚間距，m。

　　②水棚的布置

　　水棚按隔絕煤塵爆炸的保護(hù)范圍，可分為主要隔爆棚與輔助隔爆棚，但由80L和40L的水袋所組成的水袋棚。

　　3.4 礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)防塵

　　本礦井地面在空氣加熱室內(nèi)設(shè)消防及灑水靜壓水池，采用鋼筋混凝土澆筑，容積200m3。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)啟動專用消防水泵進(jìn)行加壓消滅火。消防水來自生產(chǎn)消防水池。

　　室外消防水量20L/S，室內(nèi)10L/S，按火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3h計(jì)。

　　地面灑水主要是翻煤站煤流干道及綠地,由生產(chǎn)消防水池供給。

　　第4章瓦斯災(zāi)害防治

　　4.1 瓦斯

　　根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的資料，本礦井瓦斯絕對涌出量33m3/min，相對瓦斯涌出量28.5m3/t，鑒定為高瓦斯礦井。

　　4.2 防爆措施

　　礦井通風(fēng)采用機(jī)械抽出式，取用了較大的通風(fēng)系數(shù)進(jìn)行配風(fēng)，以保證作業(yè)地點(diǎn)有足夠的風(fēng)量，能有效地防止瓦斯積聚。巷道各斷面均按經(jīng)濟(jì)實(shí)用斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算，保證其合理性。

　　為了防止礦井安全生產(chǎn)因電氣事故造成不必要的損失，在礦井電氣設(shè)備及保護(hù)裝置的選型中，嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，對礦井生產(chǎn)所需的電氣設(shè)備如饋電開關(guān)、電動機(jī)、通訊、照明、信號等，均按照規(guī)定選用礦用防爆型、礦用隔爆型、本質(zhì)安全型、以及無火花型設(shè)備。嚴(yán)禁采用無煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)志的電氣設(shè)備入井，對電氣設(shè)備在入井前必須有專人進(jìn)行防爆要求的檢查。對生產(chǎn)中的電氣設(shè)備安裝，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，并對在使用中的電氣設(shè)備應(yīng)定期派專人進(jìn)行防爆檢查，從而有效避免了因電氣火源引發(fā)的礦井瓦斯爆炸事故。

　　4.2.1防止瓦斯積聚

　　①加強(qiáng)通風(fēng)。

　　②加強(qiáng)瓦斯檢查。

　　③不用的舊巷應(yīng)及時(shí)封閉，防止或減少沼氣涌出和積聚。

　　4.2.2巷道局部積聚瓦斯的處理

　?、倬蜻M(jìn)巷道局部積聚瓦斯的處理方法主要有：風(fēng)筒分支通風(fēng)隔離法、底板鋪墊法、檔板引風(fēng)法、壓風(fēng)法、鉆孔抽放法。

　?、诨謴?fù)停風(fēng)已久有瓦斯積聚的盲巷，或打開有積存的密閉，必須有專門的瓦斯排放安全措施。

　?、郛?dāng)井下停風(fēng)停電后，排除瓦斯恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)，需有統(tǒng)一計(jì)劃和安全措施，并按先后順序進(jìn)行恢復(fù)。

　?、苓^老塘、廢舊巷道應(yīng)有專門的安全措施，如封堵、砌碹、灌漿等，防止瓦斯涌出或殘煤自燃。

　　4.2.3防止瓦斯爆炸或窒息

　　①在進(jìn)行礦井開拓，采區(qū)設(shè)計(jì)的同時(shí)，首先考慮通風(fēng)系統(tǒng)合理可靠，從設(shè)計(jì)上消除不符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的串聯(lián)通風(fēng)、擴(kuò)散通風(fēng)、老塘通風(fēng)和回采工作面利用局扇通風(fēng)，保證風(fēng)門距離，嚴(yán)禁單道風(fēng)門和兩道風(fēng)門同時(shí)打開，杜絕風(fēng)流短路。

　　②巷道斷面設(shè)計(jì)合理，滿足安全生產(chǎn)的要求。做到風(fēng)速不超限，瓦斯不積聚。

　?、墼诓删虿贾脮r(shí)，堅(jiān)持一掘必穿的原則，消除人為盲巷瓦斯庫。一旦出現(xiàn)盲巷要采取措施及時(shí)處理，或進(jìn)行密閉。

　　④嚴(yán)格井口檢查制度，禁止煙火、化纖衣服入井;瓦斯礦井使用的電氣設(shè)備必須符合防爆要求，杜絕電氣失爆，消滅井下火源。

　?、輫?yán)格執(zhí)行放炮制度，消滅放炮引起的火源。

　?、藜訌?qiáng)火區(qū)管理，加強(qiáng)對密封火墻檢查，并定期測定火區(qū)溫度和空氣成分，防止高溫和瓦斯積聚。

　　⑦加強(qiáng)礦燈的管理，杜絕礦燈失爆。

　　⑧兩巷貫通必須事先探明瓦斯情況，采取相應(yīng)措施防止貫通放爆瓦斯或引發(fā)其他瓦斯事故。

　　4.3　隔爆措施

　　4.3.1隔爆措施

　　為了防止爆炸由局部擴(kuò)大為全礦性的災(zāi)難，在礦井的兩翼、相鄰的采區(qū)、相鄰的煤層、相鄰的采煤工作面，煤層掘進(jìn)巷道同與其相連的巷道間，煤倉同與其相連通的巷道間，采用獨(dú)立通風(fēng)并有煤層爆炸危險(xiǎn)的其它地點(diǎn)同與其相連通的巷道間，采用水袋隔開。

　　及時(shí)清除巷道中的浮煤，清掃或沖洗沉積煤塵，定期撒布巖粉;應(yīng)定期對主要大巷刷漿。

　　礦井每年應(yīng)制定綜合防塵措施、預(yù)防和隔絕瓦斯爆炸措施及管理制度，并組織實(shí)施。

　　礦井應(yīng)每周至少檢查一次瓦斯隔爆設(shè)施的安裝地點(diǎn)、數(shù)量、水量及安裝質(zhì)量是否符合要求。

　　4.3.2隔爆水袋

　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，礦井中的隔爆水袋選用了阻燃膠布制成的開口式隔爆水袋進(jìn)行隔爆。對于隔爆水袋的大小、盛水量的多少、懸掛區(qū)域長度等有關(guān)參數(shù)，在施工過程中由礦負(fù)責(zé)通風(fēng)的專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，進(jìn)行參數(shù)計(jì)算選配。

　　第5章礦井防滅火

　　5.1 概況

　　礦井火災(zāi)可分為內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)兩種。內(nèi)因火災(zāi)主要由于煤層具有自燃傾向性，在一定的條件下煤層自燃引發(fā)的;而外因火災(zāi)則主要是由于外在的火源，引燃諸如煤塵、坑木、電纜、瓦斯，煤層及其他的可燃物發(fā)生的火災(zāi)。

　　根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，本井煤層為易自燃，但未發(fā)生過煤層自燃發(fā)火現(xiàn)象。故礦井防滅火主要是外因火防治。

　　5.2 井下外因火災(zāi)防治

　　5.2.1井下機(jī)電設(shè)備硐室防火措施

　　①井底設(shè)消防材料庫，機(jī)電設(shè)備硐室均配有消防器材;

　　②井下中央變電所配電室，井底水泵房及通道均采用不燃性材料支護(hù)，并設(shè)有防火柵欄兩用門、密閉門;

　　③井下消防灑水管網(wǎng)為各主要機(jī)電設(shè)備硐室設(shè)有消火栓;

　?、芫聶C(jī)電硐室內(nèi)各種設(shè)備與墻壁之間留有0.5m以上的通道，各種設(shè)備相互之間留有0.8m以上的通道。

　　5.2.2井下電氣設(shè)備的防火措施。

　　該礦井屬高瓦斯礦井，井下所有電氣設(shè)備均采用礦用防爆型。

　　井下配電變壓器中性點(diǎn)不接地，嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器直接向井下供電。井下遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓不超過36V。

　　5.2.3井下電纜

　　按《煤礦安全規(guī)程》對入井電纜及其敷設(shè)的要求，入井電纜均采用已取得"MA"標(biāo)志準(zhǔn)用證的電纜入井，電纜為交聯(lián)聚乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚乙烯護(hù)套電力電纜，沿副井井筒用電纜鉤懸掛主井下中央變電所，井下中央變電所至采區(qū)變電所，井下主排水泵等固定敷設(shè)的電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚乙烯護(hù)套電力電纜。去采掘工作面的電纜采用礦用屏蔽監(jiān)視型橡套電纜，沿巷道壁懸掛敷設(shè)，照明電纜采用礦用不延燃型橡套電纜，沿巷道頂敷設(shè)，電纜同電氣設(shè)備的連接，采用同電氣設(shè)備性能相符的接線盒。橡套電纜間的連接采用符合要求的接線盒進(jìn)行連接。

　　5.2.4井下電氣設(shè)備的各種保護(hù)

　　電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼，構(gòu)架，鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)屏蔽護(hù)套等，都必須有保護(hù)接地，接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)測得的接地電阻值不得超過2歐姆。每一移動式和手持式電氣設(shè)備至局部接地極之間的保護(hù)接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻值都不得超過1歐姆。所有電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置和局部接地裝置，都應(yīng)同主接地極連成一個(gè)總接地網(wǎng)。

　　井下電力網(wǎng)的短路電流，不得超過其控制用的斷路器在井下使用的開斷能力，并檢驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性。40KW以上的起動頻繁的低壓控制設(shè)備，使用真空接觸器，井下高壓電動機(jī)，動力變壓器的高壓控制設(shè)備，應(yīng)具有短路、過荷、接地和欠壓釋放保護(hù)。

　　井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置。煤電鉆，必須使用設(shè)有檢漏漏電閉鎖短路、過負(fù)荷、斷相、遠(yuǎn)距離起動和停止煤電鉆的綜合保護(hù)裝置。

　　直接向井下供電的高壓饋電線上，嚴(yán)禁裝設(shè)自動重合閘。

　　永久性井下中央變電所和井底車場內(nèi)的其它機(jī)電設(shè)備硐室，應(yīng)砌碹或用其他可靠的支護(hù)方式支護(hù)。采區(qū)變電所應(yīng)用不燃材料支護(hù)。

　　5.2.5井下電氣設(shè)備的檢查、維護(hù)、修理和調(diào)整。

　　井下電氣設(shè)備的檢查、維護(hù)、修理和調(diào)整工作，必須由電氣維修工進(jìn)行。井下防爆電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和修理，必須符合防爆性能的各項(xiàng)技術(shù)要求。電氣設(shè)備和電纜的檢查、調(diào)整工作，礦主管領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)組織實(shí)施。

　　5.2.6其它火災(zāi)的防治措施及裝備

　　5.2.6.1防止地面明火引發(fā)井下火災(zāi)的措施

　　①坑木場，矸石山的防火措施和制度必須符合國家有關(guān)防火的規(guī)定;

　　②進(jìn)風(fēng)井井口房裝設(shè)防火鐵門，防火鐵門必須嚴(yán)密并易于關(guān)閉，并應(yīng)定期維修;

　　③井上消防材料庫儲存材料，工具的品種和數(shù)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，并定期檢查和更換，材料，工具不得挪作他用;

　?、芫诜亢屯L(fēng)機(jī)房附近20m內(nèi)不得有煙火或用火爐取暖;

　　⑤在井口房，嚴(yán)禁采用可燃性材料搭設(shè)，臨時(shí)操作間、休息間，井口房內(nèi)不得從事電氣焊和噴燈焊等工作。

　?、逘t灰場設(shè)灑水閥門，經(jīng)常向爐灰堆灑水，防止沒有燃盡的爐灰起火。

　　5.2.6.2礦井要加強(qiáng)安全管理，消除其他火源的發(fā)生。

　　5.2.6.3井下膠帶輸送機(jī)采用PVC橡膠貼面整芯阻燃輸送帶，膠帶機(jī)硐室裝備DMH型自動滅火系統(tǒng)。

　　5.2.7井下主要機(jī)電設(shè)備硐室及防火構(gòu)筑物

　　井下電氣設(shè)備硐室按《煤礦安全規(guī)程》的要求，設(shè)置防火門，采用不燃材料支護(hù)，布置為獨(dú)立通風(fēng)等。井底車場設(shè)有消防材料庫。防火構(gòu)筑物主要有風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門、防火墻等。

　　5.2.8消防滅火裝備

　　井上、下設(shè)置有消防材料庫，并配備相應(yīng)的消防滅火器材及裝備，其品種和數(shù)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，并定期檢查和更換，材料、工具不得挪作它用，消防材料庫要有直達(dá)的軌道。

　　5.2.9開采方面的措施

　?、俟ぷ髅娌捎煤笸耸交夭桑瑴p少采空區(qū)漏風(fēng);

　?、谏a(chǎn)過程中，盡量提高回采率，工作面回采結(jié)束后立即封閉;

　　③煤層巷道采用不燃性材料支護(hù)。

　　5.3 礦井瓦斯抽放系統(tǒng)

　　5.3.1平崗礦瓦斯賦存情況

　　平崗煤礦各煤層中的瓦斯含量隨著深度的增加而不斷增大，通過對2#、3#煤層的開采，在-100m標(biāo)高以上的煤層中瓦斯含量較低;在-100m標(biāo)高以下煤層中的瓦斯隨深度的增加而明顯增大，為高瓦斯區(qū)域。采煤工作面及掘進(jìn)工作面均需要進(jìn)行瓦斯抽放方可進(jìn)行生產(chǎn)。

　　5.3.2平崗礦瓦斯抽排系統(tǒng)

　　5.3.2.1礦井瓦斯抽排系統(tǒng)

　　平崗礦在西風(fēng)井北50m處，地面向井下施工一個(gè)瓦斯抽排鉆孔，鉆孔低部標(biāo)高為-130m。鉆孔底部與東采區(qū)主運(yùn)道和一采區(qū)風(fēng)道相連，在地面抽排鉆孔旁建立礦井瓦斯抽排泵站，一采區(qū)和下延采區(qū)的掘進(jìn)工作面設(shè)有瓦斯抽排系統(tǒng)。

　　①掘進(jìn)工作面：

　　在煤層巷道上邦向前進(jìn)方向斜上方施工瓦斯抽排鉆孔，安設(shè)抽排軟管后封孔。抽排軟管與直徑為Φ200的無縫鋼管相連，抽排鋼管沿巷道鋪設(shè)進(jìn)入一采區(qū)風(fēng)道，最后鋪設(shè)進(jìn)入抽排鉆孔底部，由抽排鉆孔抽至地面瓦斯抽排泵站。

　?、诓擅汗ぷ髅妫?/p>

　　在采煤上巷，從切眼往外100m處，施工一處高位鉆場，然后每隔100m施工一個(gè)高位鉆場，在高位鉆場中布置抽排鉆孔，抽排鉆孔施工完畢后安設(shè)抽排軟管，然后封閉高位鉆場，將抽排軟管與沿上巷經(jīng)一采區(qū)風(fēng)道進(jìn)入抽排鉆孔，由抽排鉆孔排出地面。

　　5.3.2.2瓦斯抽放設(shè)備

　　地面瓦斯抽排泵站設(shè)2BE3420-2BV4抽排泵三臺，一臺使用，二臺備用。一采區(qū)和下延采區(qū)風(fēng)道鋪設(shè)Φ300mm的無縫鋼管，采區(qū)平巷中設(shè)Φ200的無縫鋼管。

　　5.3.2.3抽排效果

　　掘進(jìn)工作面抽排前、放炮后瓦斯?jié)舛仍?%-3%間，抽放后瓦斯?jié)舛瓤山档椭?.8%以下。采煤工作面上隅角濃度抽排前可達(dá)到3%以上，抽放后可降至1%以下。滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求。

　　抽排鉆孔中流量為108m3/min，瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)30%，瓦斯絕對量可達(dá)32.4 m3/min。

　　5.3.3監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)

　　煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，是應(yīng)煤礦生產(chǎn)自動化和管理現(xiàn)代化的要求，為了確保安全、高效生產(chǎn)，在攜帶式檢測儀器、半固定式、固定式檢測裝置的基礎(chǔ)上應(yīng)用遙測、遙控技術(shù)及電子計(jì)算機(jī)的開發(fā)而發(fā)展起來的多種現(xiàn)代技術(shù)裝置組成的系統(tǒng)。一般由以下四部分組成：

　　5.3.3.1傳感器

　　傳感器是將非電量的變化轉(zhuǎn)換成電量變化的裝置。對傳感器的要求主要考慮其精度、靈敏度，變換特性的直線性、可靠性、頻率響應(yīng)、輸出電壓以及在惡劣條件下能否正常工作等因素。

　　5.3.3.2井下分站

　　井下分站的任務(wù)是，一方面對傳感器送來的信號進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)男盘査椭恋孛嬷行恼荆硪蝗f面將地面中心站發(fā)來的指令或從傳感器送來的應(yīng)由分站處理的有關(guān)信號送至指定的執(zhí)行部件，以完成預(yù)定的處理任務(wù)，給傳感器供電也是任務(wù)之一。對分站的要求是，應(yīng)有足夠的容量，地面中心站有故障時(shí)能夠獨(dú)立工作，有一定的數(shù)據(jù)儲存功能以及體積小，重量輕，具有防爆性。

　　5.3.3.3地面中心站

　　目前地面中心站多采用微機(jī)對各分站傳輸來的信號集中進(jìn)行采集和處理，在中心站內(nèi)一般備有計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、屏幕顯示、控制臺、模擬盤及與計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)的接口部分，可集中連續(xù)監(jiān)測、監(jiān)控井下環(huán)境及生產(chǎn)設(shè)備的工作情況。

　　5.3.3.4信道

　　信道是指傳輸信息的媒質(zhì)或通道，如架空明線，電纜，射頻波束等。煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)大多采用通信電纜作為信道，也有借用井下電話線作信道的。有時(shí)為了研究方便，將發(fā)送端和接收端的一部分，如將調(diào)制器、解調(diào)器等劃歸信道考慮。評價(jià)信道一般可從傳輸信號的可靠性，一對芯線可傳輸?shù)男畔⒘浚瑐魍敌畔⒌乃俾?，即單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘考皞鬏斁嚯x等幾方面來考慮。

　　上述井下分站和地面中心站，均由信息傳輸，信息處理及電源三個(gè)主要部分組成。

　　5.3.4安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　平崗煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)中傳感器、井下分站和地面中心站之間通過信道聯(lián)結(jié)成的通信網(wǎng)絡(luò)采用星狀結(jié)構(gòu)。

　　5.3.5傳感器選擇

　　平崗煤礦選用KG3001型高低濃度組合式瓦斯傳感器。

　　KG3001型高低濃度組合式瓦斯傳感器，監(jiān)測瓦斯?jié)舛确秶鸀?～30%CH4，由兩組探頭組合而成，在0～3%CH4范圍，采田低濃度探頭檢測，其傳感元件為載體催化元件，大于3%至30%范圍內(nèi)采閑高濃度探頭檢測，其傳感元件為熱導(dǎo)元件。當(dāng)傳感器周囤瓦斯?jié)舛扔傻拖蚋呋蛴筛呦虻妥兓瘯r(shí)，兩種探頭工作的轉(zhuǎn)換是自動進(jìn)行的。兩種探頭分別懸掛在檢測地點(diǎn)，并各自通過電纜接到主機(jī)上。當(dāng)不需要高濃度探頭時(shí)，可以將其摘掉不裝。當(dāng)只用低濃度探頭而瓦斯?jié)舛扔殖^3%CH4時(shí)，傳感器具有自動停止檢測的功能，但復(fù)電需要人工進(jìn)行。

　　傳感器自身具有浮充電池，當(dāng)由于傳感器周圍瓦斯超限或其它原團(tuán)而切斷外供電源時(shí)，傳感器依靠浮充電池供電，仍可繼續(xù)檢測瓦斯，并向井上傳輸遙測信號，工作時(shí)間可維持兩小時(shí)以上，浮充是蓄電池組的一種供(放)電工作方式，系將蓄電池組與電源線路并聯(lián)連接到負(fù)載電路上，它的電壓大體上是恒定的，僅略高于蓄電池組的斷路電壓，由電源線路所供的少量電流來補(bǔ)償蓄電池組局部作用的損耗，使蓄電池組能經(jīng)常保持在充電飽和狀態(tài)而不致過充電。因此，蓄電池組可隨電源線路電壓上下波動而進(jìn)行充放電。當(dāng)負(fù)載較輕而電源線路電莊鉸高時(shí)，蓄電池組即進(jìn)行充電;當(dāng)負(fù)載較重或電源發(fā)生意外中斷時(shí)，蓄電池則進(jìn)行放電，分擔(dān)部分或全部負(fù)載，這樣蓄電池便起到穩(wěn)壓作用，并處于備用狀態(tài)。

　　瓦斯?jié)舛葹?～3%CH4時(shí)，由發(fā)光數(shù)碼管用兩位數(shù)字顯示瓦斯?jié)舛取Ｍ咚節(jié)舛瘸迺r(shí)，由閃光紅燈報(bào)警。輸出信號為電流制，低濃度0-3%CH4及高濃度3～30%CH4時(shí)均為1～5mA。防爆類型為礦用安全火花兼隔爆型。

　　該傳感器原是《KJl型礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)》的配套產(chǎn)品。供電由KF1004型電源控制箱供給24v直流電，浮充電池為GNY-3型3AH鎘錦電池7節(jié)。

　?、俚蜐舛葯z測

　　當(dāng)傳感器附近有瓦斯存在時(shí)，0～3%CH4的低濃度探頭中的工作元件便會催化燃燒而使其溫度上升，電阻值加大，測量電橋失去平衡，輸出一個(gè)與瓦斯?jié)舛瘸烧鹊碾妷盒盘?，此電壓信號?jīng)放大器放大后，其輸出供給四個(gè)單元電路。其一是模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字顯示單元，其二是電壓—電流轉(zhuǎn)換和電流信號輸出單元，向遙測系統(tǒng)輸出與瓦斯?jié)舛瘸烧鹊碾娏餍盘枺淙菆?bào)警門限和燈光報(bào)警單元，其四是低濃度探頭與高濃度探頭工作轉(zhuǎn)換單元。

　?、诠ぷ鬓D(zhuǎn)換與高濃度檢測

　　當(dāng)瓦斯?jié)舛扔?%CH4(或斷電點(diǎn))繼續(xù)上升時(shí)，為了能繼續(xù)進(jìn)行檢測，由轉(zhuǎn)換單元來實(shí)現(xiàn)低濃度探頭及數(shù)字顯示單元停止工作而轉(zhuǎn)換成高濃度探頭進(jìn)行檢測。高濃度探頭的工作元件為熱導(dǎo)元件，由于瓦斯(CH4)的熱導(dǎo)系數(shù)較空氣大，因此在含有瓦斯的空氣中的工作元件較密閉在純凈空氣氣室中的補(bǔ)償元件的溫度要低，因而電阻值也低，測量電橋失去平衡，輸出一個(gè)與瓦斯?jié)舛却笾鲁烧鹊碾妷盒盘?此電壓信號經(jīng)放大器放大后，輸出給電壓-電流轉(zhuǎn)換和電流輸出單元，向遙測系統(tǒng)輸出與瓦斯?jié)舛瘸烧鹊碾娏餍盘枴?/p>

　　當(dāng)瓦斯?jié)舛扔筛呦陆抵?%CH4(或斷電點(diǎn))以下時(shí)，工作轉(zhuǎn)換單元翻轉(zhuǎn)，高濃度探頭停止工作，轉(zhuǎn)換為低濃度探頭工作，恢復(fù)低濃度檢測。

　　③電源及其電壓保護(hù)

　　這部分包括：限流穩(wěn)壓器，浮充電池，正5V穩(wěn)壓器，負(fù)5V穩(wěn)壓器及電壓保護(hù)系統(tǒng)。

　　由KF1004型電源控制箱提供的24V電源，通過電纜接入傳感器的限流穩(wěn)壓器，其輸出供給下述三個(gè)單元：其一，浮充電池。當(dāng)電源切斷后浮冗電池工作，繼續(xù)向傳感器供電，它可以工作兩小時(shí)以上;其二，正5V穩(wěn)壓器。向低濃度探頭(或高濃度探頭)，數(shù)字顯示及整個(gè)電路供電;其三，負(fù)5V穩(wěn)壓器。向運(yùn)算放大器，報(bào)警門限與工作轉(zhuǎn)換門限的電壓比較器供電。

　　電壓保護(hù)系統(tǒng)包括可控硅過壓保護(hù)和繼電器欠壓保護(hù)。當(dāng)限流穩(wěn)壓器出現(xiàn)故障后，輸出電壓超過11V時(shí)，會使浮充電池和正，負(fù)5V穩(wěn)壓器損壞，此時(shí)過壓保護(hù)可控硅被觸發(fā)，使外電源短路，相當(dāng)于傳感器切斷電源而得到保護(hù)。當(dāng)外電源切斷后，浮充電池放電，當(dāng)電壓低于7.0V時(shí)，將要過放電，同時(shí)正、負(fù)5V穩(wěn)壓器也不能正常工作，此時(shí)，欠壓保護(hù)繼電器動作，切斷與之相連的負(fù)載，以保護(hù)浮充電池過放電和防止電路不正常的工作狀態(tài)。

　　第6章礦井防治水

　　6.1 礦井水文安全條件分析

　　6.1.1礦井開采水文地質(zhì)情況

　　平崗礦區(qū)處于海拔370-500m的高臺山谷類型的單元上。沿雞圖公路一線是全礦自然水系統(tǒng)的分水嶺，分水嶺以西有大、小彎溝自北向南流入穆棱河，大小彎溝是山間季節(jié)性水流，流量在0-0.5m3/s。鳳山河長年有水，水量在0.03-2.0 m3/s，上游洪水位標(biāo)高312m，中游洪水位標(biāo)高296m，下游洪水位標(biāo)高272m。

　　從以上水文地質(zhì)條件可以看出，平崗礦是個(gè)水文地質(zhì)條件簡單型地區(qū)。礦井總涌水量在220-310m3/h，礦井水文地質(zhì)條件比較簡單。

　　6.1.2礦井充水因素及特征

　　平崗礦區(qū)礦井涌水主要補(bǔ)給來源是大氣降水，風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水所導(dǎo)通的層間水。

　　穆棱組礦井涌水主要來源于垂深100m內(nèi)的井巷涌水。

　　城子河組可采煤層的露頭多在玄武巖覆蓋區(qū)內(nèi)，玄武巖中的孔隙水及裂隙水是礦井涌水的直接補(bǔ)給，由于這一水量很小，因而礦井涌水不大。

　　構(gòu)造導(dǎo)水帶是礦井深部涌水的主要形式。

　　總之平崗礦礦井水文地質(zhì)條件比較簡單，對煤層開采影響較小。

　　6.1.2.1礦井涌水量與礦井地貌的關(guān)系

　　穆棱組礦井涌水主要來源于垂深100m內(nèi)的井巷涌水。

　　6.1.2.2礦井涌水量和采掘深度的關(guān)系

　　構(gòu)造導(dǎo)水帶是礦井深部涌水的主要形式，采掘深度增加對礦井涌水量增加影響不大。

　　6.1.2.3礦井涌水量與降水量的關(guān)系

　　平崗礦區(qū)地表大部分被玄武巖覆蓋，大氣降水對井下涌水量影響不大。

　　6.1.2.4礦井涌水量與回采面積的關(guān)系

　　涌水量隨回采面積的增加而有所增加。

　　6.1.2.5涌水量與構(gòu)造的關(guān)系

　　裂隙帶往往富含水。

　　6.2 礦井防治水措施

　　6.2.1礦井開拓、開采所采取的安全保證措施

　　6.2.1.1針對本礦井開拓布局，開采時(shí)的主要水患威脅，設(shè)計(jì)以提前探放水為主

　　堅(jiān)持“有疑必探，先探后掘，先治理，后生產(chǎn)”的原則，在采掘工作之前，必須采用鉆探或其他方法查清水文地質(zhì)條件。

　　6.2.1.2礦井防水煤(巖)柱的留設(shè)

　　煤柱：斷層一側(cè)30-50m煤柱;礦井境界30m;采區(qū)境界一側(cè)留15m。

　　6.2.2井下探放水措施

　　6.2.2.1探放水原則

　　礦井必須做好水害分析預(yù)報(bào)，堅(jiān)持有疑必探，先探后掘的探放水原則。礦井在建設(shè)施工及生產(chǎn)當(dāng)中必須制定詳細(xì)的探放水制度，并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行。

　　建設(shè)和生產(chǎn)期間采掘面前進(jìn)遇到下列情況之一時(shí)，必須進(jìn)行探水。

　?、?接近水淹區(qū)或情況不明的井巷、老空區(qū)時(shí);

　?、?接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬雍蛯?dǎo)水陷落柱時(shí);

　　③ 接近煤層露頭時(shí);

　　④ 接近有出水可能的鉆孔時(shí);

　?、?打開隔離煤柱放水前;

　?、?接近其它可能出水地段時(shí)。

　　6.2.2.2探放水安全措施

　　在進(jìn)行探放水前，必須做好以下工作和準(zhǔn)備好必要的設(shè)備、設(shè)施：

　　① 在探放水前必須編制探放水設(shè)計(jì)，并采取防止瓦斯和其它有害氣體危害等安全措施;

　　② 堅(jiān)持排水設(shè)備的維護(hù)制度，保持正常排水;

　　③ 堅(jiān)持水溝、水倉的清理制度，保證流水暢通;

　　④ 確定流水路線;

　?、?堅(jiān)持巷道維護(hù)制度，保證巷道暢通;

　　⑥ 做好安全躲避硐;

　?、咧贫ㄍL(fēng)方法和瓦斯檢查制度;

　?、?制定通訊聯(lián)絡(luò)方法和準(zhǔn)備好通訊工具;

　?、?選好避災(zāi)路線;

　?、?制定鉆眼放水措施，包括孔口裝置、套管深度和套管固定方法。

　　6.2.2.3探放水設(shè)備

　　設(shè)計(jì)選擇1臺ZYG-150型鉆機(jī)作為探放水鉆孔設(shè)備，鉆進(jìn)深度150m,用于巷道掘進(jìn)、需要超前探放水的地段。

　　6.2.3地表水防治措施及工程

　　①礦井井口和工業(yè)場地內(nèi)主要建筑物必須高于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位標(biāo)高，防止下雨時(shí)洪水涌向地面生產(chǎn)區(qū);

　　②每一次下雨后，必須派專人檢查井田附近的地面塌落和裂隙現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)漏水情況，及時(shí)處理;

　?、鄣V井井上下對照圖上隨時(shí)標(biāo)注井下開采的位置及采空區(qū)位置;

　　④每年夏季汛前，由礦長組織人力、物力對地面防洪設(shè)施情況進(jìn)行實(shí)地檢查;

　　⑤地面防洪以預(yù)防為主，物資材料工具應(yīng)落實(shí)，井口場地應(yīng)對水溝進(jìn)行檢查清理并匯報(bào);

　?、迣τ昙緯r(shí)的防洪及排水工作，要納入安全生產(chǎn)的工作議程中，并嚴(yán)格執(zhí)行;

　　⑦對地面塌陷坑要及時(shí)回填、碾壓密實(shí)、減少大氣降水對礦井涌水的補(bǔ)給;

　　⑧礦領(lǐng)導(dǎo)要經(jīng)常對地面防洪設(shè)施、排水溝進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。

　　6.3 井下防治水安全設(shè)施

　　6.3.1排水設(shè)施

　　6.3.1.1排水設(shè)施設(shè)計(jì)依據(jù)

　　礦井涌水量參數(shù)：

　　一水平：

　　正常涌水量：265m3/h ;最大涌水量：325m3/h

　　二水平：

　　正常涌水量：165m3/h;最大涌水量：205m3/h

　　選用排水泵型號及參數(shù)：

　　一段水泵：200D43×8四臺(其中二臺工作、二臺備用)。

　　二段水泵：PJ-150×7三臺 (其中一臺工作、二臺備用)。

　　6.3.2選型計(jì)算

　　礦井現(xiàn)采用兩段排水，既一水平排水系統(tǒng)和二水平排水系統(tǒng)。其中一采區(qū)的涌水通過自流的方式流入到一水平水倉中;三采區(qū)的的涌水，通過自流的方式流入到二水平水倉中。然后由二水平水泵將水排至一水平水倉中，再由一水平水泵通過回風(fēng)井排至地面。

　　6.3.3防水設(shè)施

　?、俚V井排水設(shè)備可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將礦井的最大涌水排至地面。

　?、谠谒梅亢椭醒胱冸娝O(shè)置密閉門，保證水災(zāi)時(shí)水泵照常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　?、叟c淺部小煤礦留設(shè)有足夠的隔離煤柱，生產(chǎn)時(shí)不得開采設(shè)計(jì)留設(shè)的上部隔離煤柱。

　?、芫蜻M(jìn)和采掘工作面接近老窯采空區(qū)與斷層帶時(shí)，必須注意探水工作。應(yīng)堅(jiān)持“有疑必探、先探后掘”的原則。

　?、莶删蚧蚱渌鳂I(yè)時(shí)，作業(yè)地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)明顯突水征兆或大量涌水時(shí)應(yīng)立即停止作業(yè)，撤出作業(yè)人員。

　?、薜刭|(zhì)鉆孔要進(jìn)行封孔質(zhì)量檢查，在采掘接近鉆孔時(shí)，應(yīng)注意采取措施。

　?、弑仨毝ㄆ诘膶ΦV井范圍內(nèi)和相鄰淺部小煤礦的開采情況，進(jìn)行收集、調(diào)查、核實(shí)，并采取措施對其進(jìn)行監(jiān)督。

　　⑧必須制定礦井防治水安全技術(shù)措施，并嚴(yán)格遵照執(zhí)行。

　　第7章井下其它災(zāi)害防治

　　7.1 頂板災(zāi)害防治及裝備

　　7.1.1礦山壓力顯現(xiàn)基本因素分析

　　該礦井各可采煤層儲量可靠，煤層賦存基本穩(wěn)定，煤層傾角5-23。煤層厚1.2-2.4m，平均厚1.8m。根據(jù)礦井開采經(jīng)驗(yàn)，確定采用走向長壁后退式采煤法，機(jī)械落煤、全部陷落法管理頂板。該礦開采的煤層頂板屬穩(wěn)定-較穩(wěn)定頂板，但隨著工作面的不斷擴(kuò)大，會產(chǎn)生風(fēng)化裂隙，抗壓強(qiáng)度變小。

　　7.1.2一般頂板冒落災(zāi)害的防治措施及裝備

　　7.1.2.1采煤工作面頂板災(zāi)害的防治及裝備

　?、倥诓晒ぷ髅嬷ёo(hù)選用DZ12-30/100型單體液壓支柱。柱距為0.75m，排距為0.7m。綜采工作面配備ZY-28型掩護(hù)式液壓支架。

　　頂板管理：采用全部垮落法管理頂板，炮采工作面采用四、五排拄控頂，最大控頂距3.8m。

　　②通過合理選擇開采方法。開采順序及巷道布置等，減小采場的頂板壓力;

　　③合理設(shè)計(jì)采場支護(hù)，正確確定其形式、阻力布置等參數(shù)，強(qiáng)化支護(hù)手段;

　?、懿擅姹仨毐３謨蓚€(gè)以上暢通的安全出口，工作面上、下出口處支護(hù)方式采用：4對8根長鋼梁交替邁步前進(jìn)。

　?、莨ぷ饕醋鳂I(yè)規(guī)程規(guī)定及時(shí)進(jìn)行支護(hù)嚴(yán)禁空頂作業(yè);

　　⑥工作面遇斷層，水線，頂板破碎時(shí)，要根據(jù)具體情況改變支護(hù)方式，并制定安全措施，報(bào)主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn);

　?、叱醮畏彭斠袑ｉT措施;

　　⑧加強(qiáng)對工作面頂板礦壓顯現(xiàn)的觀測，掌握礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，改善頂板管理。

　　7.1.2.2掘進(jìn)工作面頂板災(zāi)害防治及裝備

　　礦井全巖掘進(jìn)工作面的支護(hù)選擇應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)所揭露的巖石巖性以及巷道的服務(wù)年限而決定，掘進(jìn)工作面的支護(hù)為螺旋鋼錨桿或加金屬網(wǎng)支護(hù)，半煤掘進(jìn)工作面的支護(hù)選擇應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)所揭露的巖石巖性以及巷道的服務(wù)年限而決定，因此，半煤巷的服務(wù)年限均較短，故設(shè)計(jì)為錨桿支護(hù)。

　　7.1.2.3大硐室支護(hù)的選擇論證

　　為了確保施工和生產(chǎn)安全，礦井的絞車房、根據(jù)硐室所處的巖石巖性、硐室功能、服務(wù)年限等決定支護(hù)參數(shù)。礦井設(shè)計(jì)中的大部分硐室均采用錨桿、錨索(或錨帶網(wǎng))，同時(shí)噴混凝土聯(lián)合支護(hù)方式。

　　7.2 爆炸材料庫

　　井下設(shè)爆炸材料庫，采用壁槽式布置。采用混凝土砌碹支護(hù)，為滿足爆破材料庫內(nèi)的防潮要求，原設(shè)計(jì)在砌碹混凝土中加入防水劑。設(shè)專用回風(fēng)道與總回風(fēng)大巷相通，構(gòu)成獨(dú)立的回風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求，庫房距離主要巷道距離大于60m。距行人巷的法線距離大于20m;距上下巷道的法線距離大于15m。

　　爆炸材料庫房設(shè)有兩個(gè)出口，一個(gè)出口供發(fā)放爆炸材料及行人;另一出口布置在爆炸材料庫回風(fēng)側(cè)。

　　庫房地面必須高于外部巷道的地面，庫房和通道設(shè)置水溝。

　　庫房不得滲水，并應(yīng)采取防潮措施。必須備有足夠數(shù)量的消防器材。

　　井下爆炸材料庫的炸藥和電雷管必須分開儲存。

　　每個(gè)壁槽儲存的炸藥不得超過400kg，電雷管不得超過2天的需要量。

　　庫房的發(fā)放爆炸材料硐室允許存放當(dāng)班待發(fā)的炸藥，但其最大存放量不得超過3箱。

　　井下爆炸材料庫必須采用礦用防爆型(礦用增安型除外)的照明設(shè)備，照明線必須使用阻燃電纜，電壓不得超過127V。嚴(yán)禁在儲存爆炸材料的壁槽內(nèi)裝燈。

　　任何人員不得攜帶礦燈進(jìn)入井下爆炸材料庫。庫內(nèi)照明設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，在庫房管理人員的監(jiān)護(hù)下，檢修人員可使用帶絕緣套的礦燈進(jìn)入庫內(nèi)作業(yè)。

　　必須建立爆炸材料領(lǐng)退制度、電雷管編號制度和爆炸材料丟失處理辦法。

　　電雷管(包括清退入庫的電雷管)在發(fā)放給爆破工前，必須用電雷管檢測儀逐個(gè)做全電阻檢查，并將腳線扭結(jié)成短路。嚴(yán)禁發(fā)放不合格的電雷管。

　　必須按民用爆炸物品管理?xiàng)l例的規(guī)定，建立爆炸材料銷毀制度。

　　爆炸材料必須儲存在壁槽內(nèi)，壁槽之間的距離，必須符合爆炸材料安全距離的規(guī)定。

　　井下爆炸材料庫應(yīng)包括庫房、輔助調(diào)室和通向庫房的巷道。輔助調(diào)室中，應(yīng)有檢查電雷管全電阻、發(fā)放炸藥、電雷管編號以及保存爆破工的空爆炸材料箱和發(fā)爆器等專用硐室。

　　井下爆炸材料庫通道及專用回風(fēng)道分別安設(shè)有抗沖擊波密閉門、抗沖擊波活門、防火門、柵欄門、隔爆水棚等安全設(shè)施。

　　凡接觸爆炸材料人員，必須穿棉布衣服或抗靜電衣服。

　　7.3 電氣事故防治措施及設(shè)備

　　7.3.1供電線路及地面變電所事故防治措施

　　7.3.1.1供電線路事故及防治措施

　　①可能產(chǎn)生的事故分析：供電線路可能產(chǎn)生斷線等事故。

　　②防治措施：為防止因斷線事故而影響礦井的安全生產(chǎn)，礦井設(shè)置雙回路電源供電，當(dāng)一回發(fā)生斷線停運(yùn)時(shí)，另一回線路能保證礦井的全部用電負(fù)荷供電。

　　7.3.1.2地面變電所事故防治措施

　　地面6KV變電所位于工業(yè)場地內(nèi)，設(shè)計(jì)遵守《10KV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50053-94)、《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(SDJ7-79)。兩回架空線路均設(shè)有雷電波入侵過電壓保護(hù)裝置。

　　為避免電氣火災(zāi)，變電所高壓開關(guān)柜選用真空斷路器。高壓配電室、耐火等級不低于二級，低壓配電室，不低于三級。屋頂承重結(jié)構(gòu)為二級。

　　變電所設(shè)備能有效防止各類故障，有較完善的電氣機(jī)械聯(lián)鎖，避免誤操作。高低壓設(shè)備均滿足設(shè)備動、熱穩(wěn)定要求。

　　電纜從配電室外進(jìn)入室內(nèi)的入口處設(shè)置防火設(shè)施，以防止電纜火災(zāi)的蔓延。

　　所內(nèi)部的設(shè)備之間，建筑物之間及設(shè)備與建筑物與建筑物構(gòu)筑物之間的防火凈距，嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，變電所設(shè)置避雷裝置，以避免雷電引起火災(zāi)，在變電所內(nèi)設(shè)有干粉滅火器及沙袋等滅火器具，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)撲救。

　　7.3.2防止電氣設(shè)備引起的瓦斯燃燒、瓦斯爆炸和觸電等事故的措施

　　7.3.2.1防止礦井突然停電的措施

　　礦井采用雙回路電源供電，為保證井下供電的可靠性，下井電纜選用雙回路供電。

　　7.3.2.2防止電火花事故的措施

　　為防止井下靜電引起電火花，在井下中央配電室設(shè)有主接地極，在配電點(diǎn)設(shè)有局部接地極。并利用電纜的接地芯線連接起來，形成一個(gè)總接地網(wǎng)，井下所有電纜的鎧裝，接地芯線以及電纜接線盒兩頭的鎧裝等均與井下接地網(wǎng)連成一體，接地電阻不大于2歐。

　　井下電機(jī)的控制設(shè)備具有短路、過負(fù)荷、單相斷路和低壓保護(hù)。127V用電設(shè)備的控制器還具有漏電閉鎖功能。

　　礦燈應(yīng)完好，如果有電池漏液，亮度不夠，電線破損，燈鎖損壞，燈頭密封不嚴(yán)，燈頭圈松動，玻璃破裂等情況，嚴(yán)禁發(fā)放和使用，在使用中出現(xiàn)上述情況立即更換，礦井中的電氣信號，除信號集中閉塞外，能同時(shí)發(fā)聲和發(fā)光，凡井下防爆型的通信，信號和控制等裝置，優(yōu)先采用本質(zhì)安全型。

　　井下固定照明燈具，選用NBS-35N隔爆型防水鈉燈，采掘工作面使用與主機(jī)配套的燈具，照明線網(wǎng)采用三相三線制，照明負(fù)荷均衡地分配在三相上。

　　電壓在36v以上和由于絕緣損壞有可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼，構(gòu)架，鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)屏蔽護(hù)套等，都必須有保護(hù)接地。所有防爆電氣設(shè)備，不得帶電檢修，搬遷，檢修或搬遷前，必須切斷電源，所有開關(guān)把手在切斷電源時(shí)必須閉鎖，并懸掛“有人工作，不準(zhǔn)送電”字樣的警示牌，只有執(zhí)行這項(xiàng)工作的人員，才有權(quán)取下此牌并送電。

　　7.3.2.3防止井下電氣著火事故

　　為了防止井下電氣著火事故，井下所有線路均設(shè)有過流、過負(fù)荷、短路保護(hù)。同時(shí)下井電纜采用聚乙烯絕緣粗綱絲聚乙烯護(hù)套電力電纜，采區(qū)變電所至采煤工作面掘進(jìn)工作面礦用隔爆型移動變電站間電纜采用礦用屏蔽監(jiān)視型橡套電纜，電纜同電氣設(shè)備的連接，采用同電氣設(shè)備性能相符的接線盒，高壓電纜間連接采用EEG-200/6型礦用隔爆型高壓電纜連接器，橡套電纜間的連接采用符合要求的接線盒進(jìn)行連接，或采用硫化熱補(bǔ)。

　　7.3.2.4為防止觸電事故的發(fā)生，井下電氣設(shè)備均設(shè)有保護(hù)接地。

　　井下低壓配電系統(tǒng)選用了具有選擇性漏電保護(hù)繼電器，發(fā)生漏電時(shí)能自動切斷漏電回路。同時(shí)一切容易碰到的，裸露的帶電體及機(jī)械外漏的轉(zhuǎn)動和傳動部分。必須加裝護(hù)罩或遮欄等防護(hù)設(shè)施，防止碰觸危險(xiǎn)。

　　專題礦井安全監(jiān)測監(jiān)控

　　1.1 概述

　　1.1.1安全監(jiān)測，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置要求

　　1.1.1.1安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的重要性

　　目前火災(zāi)、瓦斯、粉塵爆炸，水災(zāi)等礦井災(zāi)害對礦井安全產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的威脅，給安全生產(chǎn)及人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大的損失。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)的實(shí)際需要，礦井生產(chǎn)對安全提出了更新更高的要求。對煤炭企業(yè)來說，既要解決煤礦生產(chǎn)過程中的安全問題，全面掌握井下各種安全參數(shù)。杜絕各種危害事故的發(fā)生，又要掌握礦井生產(chǎn)狀況，依靠科學(xué)信息指揮生產(chǎn)，決策管理，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)管理科學(xué)化。礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，就是達(dá)到上述目的的重要手段之一，它可以使礦井管理人員能夠及時(shí)、準(zhǔn)確全面地掌握和了解安全，生產(chǎn)的綜合情況，做到對災(zāi)情的早期預(yù)報(bào)，自動處理，避免事故發(fā)生。保證人身安全及礦井安全生產(chǎn)。

　　1.1.1.2安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的條件和要求

　?、倬锍叽纾簴|西長3 km,南北寬0.8 km。

　?、陂_拓方式：斜井開拓。

　?、勖簩觾A角：煤層傾角為5°-18°。

　?、芡咚骨闆r：高瓦斯礦井。

　?、菝簤m爆炸性：煤塵有爆炸性。

　?、廾簩幼匀及l(fā)火性：按不易自燃煤層設(shè)計(jì)。

　　1.2 安全監(jiān)測、監(jiān)控和傳輸設(shè)備選擇

　　1.2.1 監(jiān)測監(jiān)控內(nèi)容確定

　?、偻咚?jié)舛茸詣訖z測，超限報(bào)警斷電并能實(shí)現(xiàn)瓦斯電閉鎖。

　?、趯嚯妳^(qū)域?qū)嵭叙侂姳O(jiān)測。

　?、蹖χ魃群途稚葘?shí)行停開狀態(tài)監(jiān)測。

　?、茉诘V井回風(fēng)大巷、主平硐的測風(fēng)站進(jìn)行風(fēng)速監(jiān)測，在主扇風(fēng)硐內(nèi)進(jìn)行風(fēng)速和負(fù)壓監(jiān)測。

　?、輰χ饕L(fēng)門進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。

　　⑥對瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測運(yùn)行。

　　1.2.2礦井監(jiān)測系統(tǒng)選型確定

　　1.2.2.1監(jiān)控設(shè)備選型原則

　　在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)選型上，設(shè)計(jì)重點(diǎn)注意考慮設(shè)備必須符合煤礦井下環(huán)境的使用條件，具有防爆，防潮能力。以保證設(shè)備本身的使用安全和可靠工作。

　　經(jīng)過多年來的技術(shù)發(fā)展，煤礦的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)較為成熟。一些基礎(chǔ)設(shè)施已達(dá)到國際先進(jìn)水平，在系統(tǒng)和設(shè)備選擇上充分尊重建設(shè)單位意見，選擇技術(shù)先進(jìn)并經(jīng)實(shí)踐證明使用效果較好的監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，結(jié)合礦井的建設(shè)規(guī)模，設(shè)計(jì)選用KJF2000型煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

　　1.2.2.2監(jiān)控總站和各分站主要設(shè)備功能、型號及數(shù)量

　　主機(jī)：KJF-2000型，2臺;

　　分站：KJFT-1型通用分站，KJFT-2型基本分站，KJFS-3型單/雙點(diǎn)斷電儀;

　　系統(tǒng)采用了多CPU、高智能化的KJFT-1型通用分站，該分站本身具有顯示功能，可配接并遙控設(shè)定各類開關(guān)量和模擬量傳感器。用于采集和顯示井上下各種環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)狀態(tài)，機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并將采集的各種數(shù)據(jù)和被監(jiān)控的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)送到地面中心站。同時(shí)接收地面中心站發(fā)出的各種控制命令，對井上下各機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制。

　　1.2.3傳輸設(shè)備及器材選型

　　1.2.3.1傳輸設(shè)備及器材選型原則

　　監(jiān)控總站在井上的數(shù)據(jù)通訊接口裝置內(nèi)設(shè)有內(nèi)置內(nèi)阻保護(hù)式安全柵，具有非本安與本安電路安全隔離的作用。傳輸線路選用符合煤礦井下環(huán)境的信號電纜，構(gòu)成全礦井的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　1.3 監(jiān)測設(shè)備各類傳感器布置

　　1.3.1中心站的布置

　　中心站布置在井口地面調(diào)度室用透明玻璃隔斷的面積為15-20m2的房間內(nèi)。

　　1.3.2避雷器設(shè)置

　　避雷器設(shè)在副斜井井口內(nèi)。

　　1.3.3分站布置

　　在采區(qū)下車場配點(diǎn)電、采區(qū)絞車房、與采區(qū)工作面、掘進(jìn)工作面相連的甩道石門內(nèi)各設(shè)一個(gè)分站。分站安設(shè)處的巷道應(yīng)無積水、淋水、圍巖穩(wěn)定、支護(hù)完好。

　　1.3.4傳感器布置

　　1.3.4.1瓦斯傳感器布置

　　①采煤工作面?zhèn)鞲衅鞑贾茫涸诰喙ぷ髅婷罕诘木嚯x不超過10m的回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)一個(gè)傳感器。

　?、诓擅汗ぷ髅婊仫L(fēng)傳感器布置：在距回風(fēng)石門的距離為10-15m的區(qū)段回風(fēng)平巷內(nèi)布置一個(gè)傳感器。

　?、劬蜻M(jìn)工作傳感器布置：在距掘進(jìn)工作面煤壁小于5m的掘進(jìn)巷內(nèi)布置一個(gè)傳感器。

　　④掘進(jìn)工作面回風(fēng)瓦斯傳感器布置，在距回風(fēng)繞道(回風(fēng)巷)的距離為10-15m的掘進(jìn)巷道內(nèi)設(shè)置一個(gè)傳感器。

　?、菘偦仫L(fēng)巷傳感器布置：在每個(gè)水平的每一翼的總回風(fēng)巷的測風(fēng)站和主扇風(fēng)硐內(nèi)各設(shè)一傳感器。

　　1.3.4.2饋電傳感器布置

　　在每個(gè)瓦斯?jié)舛瘸薅鴶嚯姷拈_關(guān)的二次側(cè)電纜上設(shè)置一個(gè)饋電傳感器。

　　1.4 礦井各類傳感器裝備

　　礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)，將對礦井井下水位、煤位、火災(zāi)、瓦斯?jié)舛?、一氧化碳、礦井環(huán)境溫度、風(fēng)速、負(fù)壓等影響礦井安全的環(huán)境參數(shù)，及礦井主要機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況、電力參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測設(shè)備材料的配置量為運(yùn)行設(shè)置量與20%的備用量之和，根據(jù)這個(gè)要求和監(jiān)測設(shè)備布置。

　　1.5 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性分析

　　1.5.1安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)選擇的合理性、先進(jìn)性

　　本設(shè)計(jì)根據(jù)礦井自身的生產(chǎn)條件和安全狀況選擇KJF2000型綜合監(jiān)測系統(tǒng)。

　　1.5.2 KJF2000型礦井監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很多新穎實(shí)用功能

　　該礦選用的KJF2000型礦井安全與生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是一種將計(jì)算機(jī)用于煤礦安全生產(chǎn)信息集中監(jiān)控和管理的綜合系統(tǒng)，該系統(tǒng)類屬于分布式總線型樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。分站采用工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有數(shù)據(jù)采集和控制功能，符合本安防爆標(biāo)準(zhǔn)，適用于井下有瓦斯和粉塵的環(huán)境。分站能配接多種開關(guān)量和模擬量傳感器。電路特別注重抗干擾能力，能在惡劣環(huán)境下可靠工作。具有獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，處理并聯(lián)動相應(yīng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動控制的功能，分站的相對獨(dú)立性，大大提高了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。

　　監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在地面中心站配備了2臺主機(jī)，互為備用，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的電源按二級負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，并配置UPS電源保證了系統(tǒng)的不間斷工作。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，主干電纜采用PUYR1×4×7/1.38型礦用阻燃銅絲編織屏蔽信號電纜，傳感器電纜采用PUYR1×4×7/0.38礦用阻燃電纜，使信道可靠性達(dá)到了一個(gè)較高的水準(zhǔn)。

　　井下分站在布置上均安放在環(huán)境相對較好的地方，傳感器布置在即能滿足工況要求又無滴水和相對安全的地方，以保證工作的可靠性，所有的分站和傳感器都具有防爆合格證，滿足井下使用條件，并且是經(jīng)過使用反映較成熟的產(chǎn)品。從而確保系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。

　　在管理上監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)配備專班人員管理和維護(hù)，所有管理和維護(hù)人員都要經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，合格后才能上崗。

　　結(jié)論

　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次比較完整煤礦安全設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。

　　雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種設(shè)備選型，各種災(zāi)害的防治方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識也對自己提出了新的要求。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了這些知識，這是很珍貴的。

　　順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時(shí)也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，無論在給排水系統(tǒng)還是消防系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)中，我都采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備他們有著很多的優(yōu)越性但也存在一定的不足，這新不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識，更好的為祖國的四化服務(wù)。

　　致謝

　　感謝我的導(dǎo)師秦憲禮教授，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。從論文的構(gòu)思，選題，直到論文的撰寫和后期修改，自始至終都得到了導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)，論文的字里行間滲透了導(dǎo)師的心血和汗水，可以說沒有導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助，就沒有本文的完成。

　　在將近四年的時(shí)間內(nèi)學(xué)生不僅感受到導(dǎo)師敏捷的思維，深厚的學(xué)術(shù)造詣，更感受到了導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，注重實(shí)際的工作作風(fēng)，兢兢業(yè)業(yè)的工作精神，以及寬闊的胸懷，這些都給學(xué)生留下了深刻的印象，使學(xué)生終身受益。他這種對事情認(rèn)真負(fù)責(zé)的，追求實(shí)事求是的精神，不僅鼓舞學(xué)生完成了自己的學(xué)業(yè)，而且為學(xué)生樹立了一個(gè)對事業(yè)執(zhí)著追求的楷模形象。在此，學(xué)生謹(jǐn)向?qū)熤乱宰钪孕牡母兄x和最誠摯的敬意。

　　感謝雞西新發(fā)煤礦礦長，以及新發(fā)煤礦的各位領(lǐng)導(dǎo)在現(xiàn)場試驗(yàn)期間的熱情招待和所提供的幫助。

　　感謝四年時(shí)間內(nèi)和我朝夕相處的同學(xué)們的幫助，我們一起度過了四年難忘的時(shí)光。

　　感謝本文所引用文獻(xiàn)的作者。

　　感謝各位專家，教授對論文的評閱和指教。

　　感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。

　　由于作者才疏學(xué)淺，加之時(shí)光短暫，文中難免會有一些不足、疏漏甚至錯(cuò)誤之處，懇請各位老師批評指正，以便作者在今后的學(xué)習(xí)和工作中逐步改進(jìn)和完善。謝謝!

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　　附錄1

　　基于陡幫開采的新型安全清掃平臺穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析

　　1、引言

　　露天礦邊坡體是復(fù)雜、動態(tài)、開放的系統(tǒng)工程。邊坡體的動態(tài)穩(wěn)定一直是維系礦山生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)效益、可持續(xù)發(fā)展等方面的重要囚素。據(jù)測算，一座中等規(guī)模的露天礦山,若最終邊坡角提高1°，即可減少巖石剝離量約1000×10 4m3，節(jié)省成本近億元。目前，我國一些露天礦山仍有加陡邊坡角的潛力。陡幫開采是解決問題的一種行之有效的方法。但由此帶來新的工程問題，諸如邊坡系統(tǒng)的穩(wěn)定性維護(hù)，安全清掃平臺的設(shè)置，截水排水的處理等。國內(nèi)外在這方面的研究較少，而工程界對人工設(shè)置的擋土墻穩(wěn)定性的研究較多。

　　本文擬從工程實(shí)例出發(fā)，加強(qiáng)這方面的探索性研究，提出了基于陡幫開采條件下設(shè)置凹溝、臺階外部設(shè)置擋土墻的新型邊坡安全清掃平臺模型。并從土力學(xué)靜荷載計(jì)算、ANSYS程序模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)等方面，驗(yàn)證了利用邊坡自然特征形成的模型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性。

　　2、工程概況及現(xiàn)有陡幫開采存在的問題

　　礦山生產(chǎn)能力為90×104 t/a，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為22 a。露天采場下盤邊坡(4～31線，+325 m～-180 m走向傾角為 40°～60°;目前，已經(jīng)開挖至-48 m水平，為我國少見的火型高陡邊坡。邊坡體成分主要為寨山組和高驪山組砂巖、閃長玢巖，五通組砂頁巖等，部分為第四系(Q4 )的殘坡堆積(QPI)、風(fēng)化堆積層。部分地段表現(xiàn)出典型的散體結(jié)構(gòu)邊坡性征。據(jù)記載，該礦已發(fā)生12次大面積的滑塌，最大一次滑塌量約為 50×104 m3 。邊坡的安全已經(jīng)直接關(guān)系到礦山的生存和發(fā)展。

　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，下盤最終邊坡角為41°，其中，+36 m標(biāo)高以上為39°，+36 m標(biāo)高以下為 42°。下盤的臺階坡面角：+36 m 以上為 50°，+36m以下為55°。安全平臺下盤寬度為 12～15 m，清掃平臺寬度為 12～15 m，運(yùn)輸線的最大坡度為 8%。為了有效地減少底板邊坡的剝離量，研究部門在有關(guān)理論和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了將下部3個(gè)臺階并為1個(gè)中段，保持臺階坡面角不變，取消每1個(gè)臺階設(shè)置的安全平臺，改為每 1個(gè)中段集中設(shè)置1個(gè)清掃安全平臺的陡幫開采技術(shù)措施?，F(xiàn)場實(shí)踐表明，陡幫開采帶來新的問題：平坦的安全平臺不能有效地阻擋上部的垮塌的滑石(體)，采坑底部作業(yè)面很容易受到滑體的沖擊;廢石堆積導(dǎo)致礦石的貧化率提高：滑體沖擊加大了邊坡體的損傷;水溝截面積過小容易堵塞：上部臺階匯水容易沖蝕結(jié)構(gòu)面的軟弱夾層，從而誘發(fā)邊坡體的災(zāi)變。于邊坡緩傾斜，臺階的上下外沿水平投影達(dá)13 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前的采礦工藝、鉆孔設(shè)備負(fù)擔(dān)的最大抵抗線，在爆破過程中，使外緣底根無法清除，只能采用特殊爆破。為了處理這個(gè)問題，現(xiàn)場采取的辦法是：(1)增加孔網(wǎng)密度。(2)增加單位炮孔線裝藥密度。(3)穿孔設(shè)備外移。(4 進(jìn)行二次作業(yè)。帶來的后果是：炸藥量的增加，增大了邊坡的動荷載，直接損傷了邊坡的結(jié)構(gòu)面;增加了穿孔設(shè)備的工程量;穿孔設(shè)備作業(yè)時(shí)重心的外移，增加了不安全的因數(shù);二次作業(yè)處理底根，增加了費(fèi)用和影響了生產(chǎn)進(jìn)度。

　　3、新型安全清掃平臺模型

　　如圖 1所示的安全清掃平臺結(jié)構(gòu)容易克服上面提到的缺陷，同時(shí)，使緩傾斜邊坡抵抗線過大難爆的缺點(diǎn)變?yōu)橛欣蛩?，自然形成的擋土墻，有效地減輕了最終臺階形成過程中，爆破動荷載對邊坡體結(jié)構(gòu)的損傷。這種新型結(jié)構(gòu)的功效為：(1)在確保安全可靠的情況下，有效地支持了臺階合并段，每個(gè)中段減少了2個(gè)安全平臺的寬度，增火了邊坡最終邊坡角，減少無效的剝離土石量3%～5%。(2)減少了礦石的貧化率。(3)有效地阻擋了上部中段滑體對底部作面的沖擊，減輕了對邊坡的沖擊損傷，減少了清掃、搬運(yùn)費(fèi)垌。(4)上部臺階的匯水截排，減輕了雨水對邊坡體的沖刷和軟弱夾層的浸蝕。